CA示波表的帶寬當(dāng)然是越高越好嗎

　　CA示波表又可稱為手持示波器，有攜帶方便、操作簡單等特點。它能把肉眼看不見的電信號變換成看得見的圖象，便于人們研究各種電現(xiàn)象的變化過程。利用示波器能觀察各種不同信號幅度隨時間變化的波形曲線，還可以用它測試各種不同的電量，如電壓、電流、頻率、相位差、調(diào)幅度等。
 

　　CA示波表的帶寬當(dāng)然是越高越好”。這句話從某種意義上是正確的：帶寬越高，意味能夠準(zhǔn)確測量被測信號的帶寬越高，價值越大，也越值錢。但是，從使用角度來說，帶寬越高未必越好。
 

　　1、感興趣的信號的上升時間是 CA示波表帶寬選擇的關(guān)鍵因素示波器帶寬的理論雖然極其簡單，但在具體購買和使用 CA示波表的過程中到底該怎么選擇帶寬，卻是個沒有統(tǒng)一答案的復(fù)雜問題，經(jīng)常被討論。從事銷售人員會發(fā)現(xiàn)，其實每天都要和用戶談這個話題。經(jīng)常被討論是因為選擇是相對的，它取決于感興趣的信號的類型以及測量準(zhǔn)確度的要求。任何信號都可以分解成無數(shù)次諧波的疊加。從頻域來理解，帶寬選擇的總原則是：帶寬能覆蓋被測信號各次諧波99.9%的能量就足夠了。帶寬難以選擇的根源就在于：我們不能直觀地知道被測信號能量的99.9%對應(yīng)的帶寬是多少。感興趣的信號的能量主要取決于上升沿的快慢，上升沿越陡，信號包含的高次諧波含量越豐富，帶寬就要越高。因此感興趣的信號的上升時間是關(guān)鍵因素。強(qiáng)調(diào)是感興趣的信號，因為很多時候我們關(guān)心的是方波信號的尖峰毛刺而不僅僅是方波信號的整體的上升時間。譬如電源開關(guān)管MOSFET的Vds信號的上升時間高達(dá)100ns，但是感興趣的尖峰信號的上升時間可能只有5ns，甚至更小。
 

　　2、帶寬和CA示波表本身的上升時間之間的關(guān)系本身存在上升時間。上升時間可定義為階躍響應(yīng)的時間，對于上升沿?zé)o限快的階躍信號經(jīng)過RC低通濾波器之后，其上升沿變緩。RC低通濾波器是示波器放大器的等效簡化分析模型。從RC模型來理解，電容的存在必然導(dǎo)致上升沿變緩。
 

　　示波器的上升時間和帶寬存在反比的關(guān)系，上升時間和帶寬的乘積是一個常數(shù)，使用RC電路模型可以推導(dǎo)出這個常數(shù)是0.35?；谀Ｐ涂梢酝茖?dǎo)出這個0.35常數(shù)。根據(jù)RC電路模型得出輸出電壓和輸入電壓之間的關(guān)系式(1)如下。該關(guān)系式是一個高斯函數(shù)。
 

　　上升時間一般定義為信號幅值的10%-90%之間的時間。
 

　　3、帶寬選擇的N種說法業(yè)內(nèi)一直流傳著很多種帶寬選擇的說法，甚至在諸多文獻(xiàn)中稱之為法則(RuleofThumb)。這里筆者將流傳的幾種選擇帶寬的方法羅列出來。我們可以在“帶寬能覆蓋被測信號各次諧波的99.9%的能量就足夠了”的總原則下判斷對錯即可。但是，實踐中卻很糾結(jié)。還是那句話，我們不能直觀地知道被測信號能量的99.9%對應(yīng)的帶寬是多少，或者說，我們不能輕易確定被測信號的能量在多少次諧波之后被衰減到0.1%。