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測定された振幅が実際の値よりも小さいのはなぜですか?

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測定された振幅が実際の値よりも小さいのはなぜですか?

小さなテストを試してみてください。 100MHz、3.3Vの振幅波形を測定するには、100MHzのオシロスコープを使用します。 測定された振幅は正確ではありません。 この問題は、オシロスコープの帯域幅に関係します。

帯域幅とは何ですか?

帯域幅はオシロスコープの必須パラメータですが、帯域幅とは何ですか? 帯域幅とは、オシロスコープのアナログフロントエンドのアナログ帯域幅を指し、オシロスコープの信号測定機能を直接決定します。 具体的には、オシロスコープの帯域幅は、オシロスコープで測定された正弦波の振幅が真の正弦波信号の3dB振幅(真の信号振幅の70.7%)より低くない場合の最高周波数です。 オフ周波数点。 信号周波数が高くなると、信号レベルを正確に表示するオシロスコープの能力が低下します。

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測定された正弦波周波数がオシロスコープの帯域幅(オシロスコープ・アンプはガウス応答の場合)に等しい場合、測定誤差は約30%です。 測定誤差が3%になる必要がある場合、測定信号の周波数はオシロスコープの帯域幅よりもはるかに小さくなければなりません。 たとえば、100MHz、1Vpp、正弦波信号を測定するために100MHzのオシロスコープを使用すると、測定値は100MHz、0.707Vpp、正弦波波形になります。 これは正弦波の場合にすぎません。なぜなら、ほとんどの波形は正弦波よりもはるかに複雑であり、高い周波数を含むからです。 したがって、特定の測定精度を達成するために、一般に5倍の標準と呼ばれるオシロスコープのコモン・ローを使用します。

オシロスコープの必要帯域幅=測定信号の最高周波数* 5

2.帯域幅を正しく選択する

波形内の複素信号は、様々な異なる高調波正弦波信号によって形成され、これらの高調波の帯域幅は非常に広い場合があります。 帯域幅が十分に高くない場合、高調波成分は効果的に増幅(ブロックまたは減衰)されず、振幅歪み、エッジ損失、詳細データの損失などを引き起こす可能性があります。ベルやトーンなどの信号特性は、 参照値はありません。

したがって、異なる周波数信号測定では、正しい帯域幅が非常に重要です。 27MHz水晶振動子の測定など、高周波信号を測定する場合は、全帯域幅測定を使用する必要があります。

帯域幅の制限が有効になっている場合、つまり帯域幅の制限が20MHzに設定されている場合、水晶の波形が歪み、測定値は無効になります。 低周波信号を測定するときは、高周波信号干渉フィルタを有効にするために帯域幅の制限を設定する必要があります。これは信号がより明確に表示されるようにするためです。

3.帯域幅と立ち上がり時間

帯域幅に関しては、立ち上がり時間は無視できません。 立ち上がり時間は、通常、信号振幅が最大定常値の10%から90%に変化する時間として定義されます。

Bandwidth and rise time

Bandwidth and rise time

オシロスコープの帯域幅は、信号の最小立ち上がり時間を直接表示できます。 オシロスコープ・システムの立ち上がり時間は、指定された帯域幅から評価することができます。 formulate:RT(立ち上がり時間)= 0.35 / BW(帯域幅)(1GHz以下のオシロスコープ)を使用して計算することができます。
0.35は、オシロスコープの帯域幅と立ち上がり時間の間のスケール係数です(1次ガウスモデルの10%〜90%の立ち上がり時間)。 上記の式によれば、オシロスコープの帯域幅が200MHzであれば、RT = 1.75ns、すなわち観測可能な最小立上り時間を計算することができます。

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