在示波188bet金博宝登录器或示波器探头中,带宽是以赫兹为单位测量频率范围的宽度。具体来说,带宽被指定为正弦输入信号衰减到其原始振幅的70.7%的频率,也称为-3 dB点。大多数示波188bet金博宝登录器公司将示波器/探头的响应设计为在其指定的频率范围内尽可能平坦,而大多数客户只是依赖示波器或示波器探头的指定带宽,不知道他们是否确实在探头尖端获得了带宽性能。现在,您可以使用这些一步一步的说明,简单地测量和验证您的探头的带宽与示波器,你可能已经有。188bet金博宝登录
为了测量示波器探头的带宽,经常使用VNA(矢量网络分析仪),这188bet金博宝登录通常是昂贵的,很难学习。此外,由于典型的无源探针是高阻抗探针,应该被终止到1 Mohm的示波器中,这使得传统的VNA s21方法难以实现,因为它是一个基于50 ohm的系统。188bet金博宝登录
另一种获得带宽的方法是使用正弦波源、分路器和功率计并直接扫描响应。如果这样做,必须将其设置为使用远程接口(如GPIB或USB)运行。手动操作是非常费力的,容易出错,并且每次你想评估一个调整时都需要付出大量的努力。
图1示波器高斯频响的例子188bet金博宝登录
测量探头带宽,特别是低带宽探头(< 1ghz无源探头)的一种更简单的方法是时域方法,仅利用带有内置阶跃信号源的示波器、微分函数和FFT。188bet金博宝登录要使用这种方法,示波器应该支持另一种函数的输出。188bet金博宝登录如果不能,另一种方法是从示波器中提取时域波形数据,将其导入基于pc的分析工具(如Matlab),并将数学函数应用于那里的步长数据。188bet金博宝登录
当你对系统应用阶跃函数时,你会得到阶跃响应。如果你对这个阶跃响应应用微分(或导数),你会得到脉冲响应;然后对脉冲响应进行FFT,得到系统的频率响应。
安捷伦的Infiniium实时示波器是快速带宽测试的绝佳工具188bet金博宝登录。下面是一步步的测试程序。在这个带宽测量示例中,使用了N2873A 500MHz无源探头和Infiniium DSO9404A 4 GHz示波器。188bet金博宝登录
使用性能验证夹具,如Agilent的E2655C,带50欧姆BNC电缆,将示波器的Aux输出连接到示波器的输入。188bet金博宝登录Infiniium示波器有一188bet金博宝登录个辅助输出端口,具有快速边缘速度(~340秒,Infiniium 9000系列的10-90%)用于探头校准。非常重要的是要注意信号源的上升时间应该快于探头的上升时间,并且信号源的频率响应在频率上是相当平坦的。
图2用安捷伦E2655C性能验证夹具探测25欧姆信号源
将探针连接到光伏夹具上,测量光源的一个边缘。使用尽可能短的探针接地,以减少与接地引线相关的探针负载。
Ch 1(黄色)=探针加载的源(Aux输出)
ch2(绿色)=探针的测量输出
图3探测快速边缘
将上升边放置在屏幕的中心,触发探针(ch2)的测量输出,并使用平均或高分辨率采集来减少波形上的噪声。
使用示波器内置的188bet金博宝登录数学函数来区分阶跃响应。现在你得到了探头连接的通道2的脉冲响应。将阶跃响应的微分输出赋给示波器的F1。188bet金博宝登录
图4 -使用示波器内置的数学函数来区分阶188bet金博宝登录跃响应
应用内置的FFT幅度函数对测量阶跃信号的脉冲响应(F1)。将FFT垂直缩放为100MHz/div (500 MHz的中心频率,频率跨度为1 GHz)和3dB/div。
图5 -在脉冲响应上应用内置的FFT幅度函数
现在你有了一个带宽图。由于FFT图的垂直刻度设置为3 dB/div,水平刻度设置为100 MHz/div。您可以看到探头有~530 MHz,当您在FFT轨迹中选择下降3 dB的点时。
图6—现在您有了带宽图
这里有一个陷阱。我们在一些示波器中求导的方法是取三个相邻点的最佳拟合斜率然后将这个斜率赋给中心点。188bet金博宝登录如果你在边缘上没有足够的样本密度,这真的会增加带宽测量,所以实验样本密度,确保它不会影响带宽。
结论
利用现代数字化示波器中内置的数学功能,可以根据测量到的快阶跃信号的阶跃响应来推导出探头的频率响应或带宽特性。188bet金博宝登录在这几种测试方法中,时域方法是最容易复制的,不需要昂贵的测试仪器。
文章基于安捷伦科技的信息。