什么是示波器的帶寬和采樣率?本文主要介紹示波器最重要的兩個(gè)參數(shù)之示波器帶寬和采樣率詳解。

1、示波器帶寬

示波器測得正弦波的幅度不低于真實(shí)正弦波信號3dB(功率為原來的一半)的幅度時(shí)的最高頻率。如果輸入一個(gè)固定振幅的波形，增加信號頻率，-3dB的位置即是示波器的電壓幅值為實(shí)際幅值的0.707倍。

當(dāng)被測正弦波的頻率等于示波器的帶寬(示波器的放大器的響應(yīng)是一階高斯型)時(shí)，幅度測量誤差大約為30%。如果想測量正弦波的幅度誤差只有3%，被測正弦波的頻率要比示波器的帶寬要低很多(大約是示波器的帶寬的0.3倍)。實(shí)際應(yīng)用中我們很可能需要測量的是方波(例如數(shù)字系統(tǒng))或者是比正弦波復(fù)雜的多的信號，使用示波器測量信號的通用經(jīng)驗(yàn)法則是：示波器的帶寬是被測信號的頻率的5倍。例如，一個(gè)66MHz的時(shí)鐘信號需要一個(gè)330MHz帶寬的示波器。

5倍頻率是怎樣得出的?信號帶寬和速率無關(guān)，只和沿有關(guān)。當(dāng)信號沿是周期的7%時(shí)信號能有效還原，而此時(shí)示波器的帶寬必須≥0.35/Tedge，因此有示波器帶寬≥5*F。

2、采樣率

通過測量等時(shí)間間隔波形的電壓幅值，并把該電壓轉(zhuǎn)化為用8位二進(jìn)制代碼表示的數(shù)字信息，這就是數(shù)字示波器的采樣。每兩次采樣之間的時(shí)間間隔越小，那么重建出來的波形就越接近原始信號。采樣率(Sampling Rate)就是采樣時(shí)間間隔的倒數(shù)。例如，如果示波器的采樣率是每秒10G次(10GSa/s)，則意味著每100ps進(jìn)行一次采樣。

根據(jù)Nyquist采樣定理，對于正弦波，每個(gè)周期至少需要兩次以上的采樣才能保證數(shù)字化后的脈沖序列能較為準(zhǔn)確的還原原始波形。如果采樣率低于Nyquist采樣率則會(huì)導(dǎo)致混疊(Aliasing)現(xiàn)象。

采樣率的單位是MS/s(MegaSamples per second)或GS/s(GigaSamples per second)。一般情況下，各個(gè)示波器公布的采樣率參數(shù)都是指單通道最高采樣率。如果一臺兩通道的示波器，公布的采樣率參數(shù)為1GS/s，兩個(gè)通道同時(shí)使用時(shí)，每通道的最高采樣率為500MS/s。

有一個(gè)比較采樣速率和信號帶寬時(shí)的經(jīng)驗(yàn)法則：如果示波器有內(nèi)插(通過篩選以便在采樣點(diǎn)間重新生成)，則(采樣速率/信號帶寬)的比值至少應(yīng)為 4:1 ;如果無正弦內(nèi)插時(shí)，則應(yīng)采取 10:1 的比值。以上就是示波器的帶寬和采樣率解析，希望能給大家?guī)椭?