Definizione della larghezza di banda dell'oscilloscopio
Tutti gli oscilloscopi mostrano una risposta in frequenza passa-basso che si attenua a frequenze più elevate, come mostrato nella Figura 1. La maggior parte degli oscilloscopi con parametri di larghezza di banda di 1 GHz e inferiori mostrano tipicamente una risposta gaussiana con un'attenuazione lenta che inizia a circa un terzo della frequenza. Frequenza -3 dB.
definizione
Gli oscilloscopi con specifiche di larghezza di banda superiori a 1 GHz hanno in genere una risposta in frequenza massima piatta, come mostrato nella Figura 2. Questa risposta in frequenza di solito si manifesta come una risposta in banda più piatta e un'attenuazione più ripida a una frequenza di circa -3dB .
Ognuna di queste due risposte in frequenza di un oscilloscopio presenta vantaggi e svantaggi. Un oscilloscopio con una risposta in frequenza massima piatta attenua i segnali in banda meno di un oscilloscopio con una risposta in frequenza gaussiana, il che significa che il primo può misurare i segnali in banda in modo più accurato. Tuttavia, un oscilloscopio con una risposta in frequenza gaussiana attenua i segnali fuori banda meno di un oscilloscopio con una risposta in frequenza massima piatta. Vale a dire, con la stessa specifica di larghezza di banda, un oscilloscopio con una risposta in frequenza gaussiana di solito ha un tempo di salita più rapido. Tuttavia, a volte l'attenuazione dei segnali fuori banda può contribuire notevolmente all'eliminazione dei componenti ad alta frequenza che potrebbero causare aliasing secondo il criterio di Nyquist (fMAX < fS). Per una discussione più approfondita sulla teoria del campionamento di Nyquist, fare riferimento alla nota applicativa Agilent 1587 (Nota applicativa Agilent 1587).
Indipendentemente dal fatto che l'oscilloscopio in uso abbia una risposta in frequenza gaussiana, una risposta in frequenza massima piatta o una via di mezzo, consideriamo come larghezza di banda dell'oscilloscopio la frequenza più bassa alla quale il segnale di ingresso viene attenuato di 3 dB dopo essere passato attraverso l'oscilloscopio. La larghezza di banda e la risposta in frequenza dell'oscilloscopio possono essere misurate analizzando il generatore di segnale a onda sinusoidale. L'attenuazione del segnale alla frequenza -3dB dell'oscilloscopio può essere espressa come un errore di ampiezza di circa il -30% dopo la conversione. Pertanto, non possiamo aspettarci di effettuare misurazioni accurate di segnali le cui componenti di frequenza dominanti sono vicine alla larghezza di banda dell'oscilloscopio.
Strettamente correlato alle specifiche della larghezza di banda di un oscilloscopio è il parametro del tempo di salita. Un oscilloscopio con una risposta in frequenza gaussiana ha un tempo di salita di circa {{0}},35/fBW basato sullo standard compreso tra 10% e 90%. La specifica del tempo di salita di un oscilloscopio con la massima risposta in frequenza piatta è generalmente nell'intervallo 0,4/fBW, che varia con la pendenza della caratteristica di attenuazione della frequenza dell'oscilloscopio. Ma ciò che dobbiamo ricordare è che il tempo di salita di un oscilloscopio non è la velocità del fronte più alta che l'oscilloscopio può misurare con precisione, ma la velocità del fronte più veloce che l'oscilloscopio può ottenere quando il segnale di ingresso ha un tempo di salita teoricamente infinitamente veloce (0ps) . Anche se in realtà è impossibile misurare questo parametro teorico perché il generatore di impulsi non può emettere un impulso con un fronte infinitamente veloce, possiamo misurare la salita dell'oscilloscopio immettendo un impulso con una velocità del fronte che è da 3 a 5 volte il tempo di salita dell'oscilloscopio. specifica. tempo.
