示波器頻寬

所有示波器都表現出如圖1所示的在較高頻率處滾降的低通頻率回響。 GHz的示波器通常則具備最大平坦頻率回響，如圖2所示。 dB時的最低頻率視為該示波器的頻寬。

示波器頻寬的定義

所有示波器都表現出如圖1所示的在較高頻率處滾降的低通頻率回響。大多數頻寬參數在1 GHz及以下的示波器通常表現為高斯回響，即具備約從-3 dB頻率的三分之一處開始緩慢滾降的特性。而那些頻寬規格超過1 GHz的示波器通常則具備最大平坦頻率回響，如圖2所示。這種頻響通常表現為帶內回響較平緩，而在約-3 dB頻率處滾降較陡。

圖1 低通頻率回響

示波器的這兩種頻率回響各有各的優缺點。具備最大平坦頻響的示波器比具備高斯頻響的示波器對帶內信號的衰減較小，也就是說前者對帶內信號的測量更精確。但具備高斯頻響的示波器比具備最大平坦頻響的示波器對代外信號的衰減小，也就是說在同樣的頻寬規格下，具備高斯頻響的示波器通常具備更快的上升時間。然而，有時對帶外信號的衰減大有助於消除那些根據奈奎斯特標準(fMAX < fS)可能造成混迭的高頻成分。關於 奈奎斯特採樣理論更深入的探討，請參看 安捷倫套用筆記1587(Agilent

圖2

Application Note 1587) 。
不論您手頭的示波器具備高斯頻響、最大平坦頻響還是介於二者之間，我們都將輸入信號通過示波器後衰減3 dB時的最低頻率視為該示波器的頻寬。示波器的頻寬和頻響可以利用正弦波信號發生器掃頻測量得到。信號在示波器-3dB頻率處的衰減轉換後可表示為約-30%的幅度誤差。因此，我們不能奢望對那些主要的頻率成分接近示波器頻寬的信號進行精確測量。
與示波器頻寬規格緊密相關的是其上升時間參數。具備高斯頻響的示波器，按照10%到90%的標準衡量，上升時間約為0.35/fBW。具備最大平坦頻響的示波器上升時間規格一般在0.4/fBW範圍上，隨示波器頻率滾降特性的陡度不同而有所差異。但我們必須記住的是，示波器的上升時間並非示波器能精確測量的最快的邊緣速度，而是當輸入信號具備理論上無限快的上升時間(0 ps)時，示波器能夠得到的最快邊沿速度。儘管實際上這種理論參數不可能測得到，因為脈衝發生器不可能輸出邊沿無限快的脈衝，但我們可以通過輸入一個邊沿速度為示波器上升時間規格的3到5倍的脈衝來測量示波器的上升時間。