wiadomości o firmie Przezwyciężanie Ograniczeń Przepustowości w Oscyloskopach dla Precyzyjnych Pomiarów

W zestawie narzędzi inżyniera elektronicznego oscyloskop jest jednym z najważniejszych instrumentów.Może "przejrzeć" sygnały elektryczne w obwodach.Wykorzystanie oscyloskopów jest nieodzowne, niezależnie od tego, czy jest to debugowanie złożonych obwodów, czy analiza jakości sygnału.

Jednakże, podobnie jak każdy precyzyjny instrument, oscyloskopy mają swoje ograniczenia.Przy czym szerokość pasma jest jednym z najważniejszych, ale często niezrozumianych parametrów.Ten niewidzialny próg określa zakres częstotliwości, który oscyloskop może dokładnie zmierzyć.potencjalnie prowadzące do zniekształceń pomiarów i błędnych ocen technicznych.

Szerokość pasma oscyloskopu odnosi się do górnej granicy częstotliwości, przy której instrument może utrzymywać dokładne pomiary.reprezentuje punkt częstotliwości, w którym amplituda synowego sygnału wejściowego wyświetla się na 70Stosowanie tej normy wynika z obliczeń mocy, ponieważ moc odnosi się do napięcia do kwadratu, spadek napięcia o 70,7% równa się 50% redukcji mocy (-3dB).

Na przykład oscyloskop o szerokości pasma 100 MHz będzie wyświetlał falę sinusową 100 MHz na 70,7% swojej prawdziwej amplitudy.

Ograniczenia przepustowości wynikają z właściwości fizycznych układów oscyloskopów:

• Zwiększacze/uszczelniacze:Komponenty te dostosowują poziom sygnału do wyświetlania, ale pojemności i indukcyjność tranzystora powodują zmniejszenie zysku na wyższych częstotliwościach.
• Efekty pojemnościowe/indukcyjne:Kondensatory wewnętrzne wykazują zmniejszającą się impedancję wraz ze wzrostem częstotliwości, podczas gdy induktory wykazują odwrotne zachowanie, wspólnie zakłócając transmisję sygnału.
• Ślady PCB:Nawet ścieżki płyt obwodowych wykazują częstotliwościowo zależną indukcyjność / pojemność, która wpływa na integralność sygnału.

Szerokość pasma bezpośrednio wpływa na ważność pomiaru.potencjalnie powodujące błędne modyfikacje obwodówCo gorsza, harmoniki o wysokiej częstotliwości mogą być nazywane niższymi częstotliwościami, co powoduje błędną interpretację.

Fala kwadratowa o częstotliwości 500 MHz zawiera harmoniki o częstotliwości 1 GHz, 1,5 GHz itp. Niewystarczająca szerokość pasma może składać te komponenty w błędne odczyty niskiej częstotliwości.

Inżynierowie mogą zmniejszyć ograniczenia pasma poprzez kilka metod:

• Wybór przepustowości:Zastosować zasadę "5x" ̇ wybierać oscyloskopy o szerokości pasma ≥ 5x najwyższej częstotliwości sygnału.
• Rozważania badania:Użyj sond odpowiadających lub przekraczających szerokość pasma oscyloskopu.
• Nadmierna próba:Wysokiej klasy oscyloskopy mogą wykorzystywać nadmierne pobieranie próbek sprzętowych (wzornictwo powyżej wskaźników Nyquista) w celu poprawy dokładności rekonstrukcji.
• Wyrównanie:Zaawansowane urządzenia kompensują zniekształcenia wywołane szerokością pasma poprzez wstępną przetwarzanie sygnału.
• Kalibracja odpowiedzi częstotliwości:Niektóre instrumenty oferują korektę dla ich specyficznych cech odpowiedzi.

• Priorytety dla oscyloskopów o szerokości pasma ≥ 5 × częstotliwości sygnału
• Wykorzystanie sond o wysokiej wydajności z odpowiednim dopasowaniem impedancji
• Wdrożenie pomiarów różnicowych w celu odrzucenia hałasu w trybie wspólnym
• Wykorzystanie technik usuwania wbudowania, aby usunąć artefakty z łącznika/kabla

Zrozumienie ograniczeń przepustowości oscyloskopu pozwala inżynierom dokonywać świadomych wyborów sprzętu i interpretacji pomiarów, szczególnie kluczowych dla analizy szybkich obwodów.Podczas gdy oscyloskopy pozostają potężnymi narzędziami diagnostycznymi, ich skuteczność zależy ostatecznie od wiedzy technicznej i umiejętności analitycznych użytkownika.