隨著技術的不斷進步,帶寬為幾個 GHz 的示波器現在已經很常見。然而,傳統的帶寬測試方法可能很復雜并且會帶來誤差,特別是在帶寬是用上升時間測量值計算而來時。這就是 Fluke Calibration 9500C 示波器校準器誕生的原因。
該設備可對高達 4 GHz 的示波器進行真帶寬測試,還可以進行精確的脈沖響應測試,其快速歸零沿的幅值范圍高達 5 mVp-p 至 3 Vp-p,上升/下降時間高達 125 ps。
什么是帶寬?
就示波器而言,帶寬是指垂直通道的帶寬,通常定義為響應值比低頻值降低 3dB,或電壓幅度降至 70.7% 時的頻率。帶寬是用來區分示波器的通用性能差異,類似于使用分辨率來區分數字萬用表。將 4.5 位數字萬用表與 5.5 位數字萬用表進行比較,就像將 400 MHz 示波器與 1 GHz 示波器進行比較一樣。
如何測量帶寬?
測量帶寬的明顯方法是使用正弦波信號,并確定顯示的信號幅值相比低頻參考降低 3 dB (70.7%) 時的頻率。
典型示波器的屏幕顯示正弦波幅值降低 3 dB
為什么最好不要通過上升時間測試計算帶寬
然而,采用非專用示波器校準源的過程需要考慮對輸出的外部影響。由于沒有專門的示波器校準源,許多人使用了穩幅信號發生器和功率表,再根據校準的射頻功率輸出來測定峰間值,但是這些儀器可能會包含受信號發生器準確度、失配和諧波影響而產生的誤差。此外,您可能會從頻率響應的形狀、對 3 dB 點衰減的影響,以及帶寬測定準確度中看出額外的復雜性。這樣就難以獲得更高帶寬的示波器所需的頻率和準確度的信號,從而導致必須根據上升時間測試來計算帶寬。
帶寬可能與上升時間 (tr) 相關;根據測量的上升時間計算等效帶寬稱為插補。帶寬 (BW) 可通過下式插補:
BW=k/tr
- 對于 <1 GHz 的示波器,k=0.35
- 對于 >1 GHz 的示波器,k=0.4 至 0.45
僅在示波器的響應符合理論高斯濾波器的響應時方為有效。
遺憾的是,大多數示波器都不符合高斯響應,因此在帶寬插補時往往會帶來誤差。簡單的上升時間測試不能提供有關示波器頻率響應形狀的信息。在沒有合適的正弦波源的情況下,這種方法已經成為一種常見的替代方法,并且仍舊用于 6 GHz 以上的超高帶寬示波器。
用快沿進行測試
用高完整性、快沿來測試示波器的脈沖響應,測量垂直通道上升時間,并在顯示的邊沿上查找像差、下沖和過沖區域。
請記住,觀察到的上升時間取決于用于測試的邊沿的速度和校正所使用的邊沿的實際上升時間;否則,測量過程中可能產生嚴重誤差。
用 Fluke Calibration 9500C 示波器校準器進行帶寬測試
Fluke Calibration 9500C 示波器校準器可提供高達 4 GHz 的高準確度穩幅正弦波形,可直接根據峰間電壓進行校準。
在這種情況下,當需要更高的帶寬和信號純度時,采用有源信號頭技術?的 9500C 可以提升您的效率、有效性和生產力,使多產品校準器的性能翻倍。
Fluke Calibration 9500C 可以使用有源信號頭技術?來提供高達 4 GHz 的精確穩幅正弦波,從而能夠對示波器進行真正的帶寬測試。