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2021年06月01日 | 选择示波器的技巧二：具有最大额定采样率的示波器
2021-06-01 来源：eefocus
选择具有最大额定采样率的示波器, 足以提供示波器的额定实时带宽。
示波器的最大额定采样率与其实时带宽密切相关。 简单来讲，“实时”表示在单次采集中 ( 非重复 )，示波器可以捕获和显示与其额定带宽对应的信号。
大多数工程师都熟悉 Nyquist 采样定理。根据这 一定理，对于具有最大频率 fmax 的有限带宽 ( 频带受限 ) 的信号，等间隔的采样频率 fS 必须要比最大频率 fmax 高出 两倍以上 ( 即 fs >2•fmax)，才能以独特的方式重建信号并 且不会发生混叠。
目前，fmax 通常称为 Nyquist 频率 ( fN )。有些工程师 会错误地假设 fmax或 fN 与 fBW ( 示波器带宽 ) 相同。根据这 一假设，一个具有特殊额定带宽的示波器所需的最小采 样率正好是示波器实时带宽技术指标的两倍 ( 如图 1 所 示 )。然而，除非示波器具有砖墙式滤波器响应，否则 fmax 与 fBW 并不相同。 正如“第 1 个技巧”所讲，带宽指标为 1 GHz 及以下 的示波器通常具有高斯频率响应。这表示，即使示波器 在 -3 dB 带宽频率点以上对信号频率幅度进行衰减，也不 能完全消除这些高频率分量。图 1 的红色阴影部分即为 混叠的频率分量。因此，示波器的 fmax 总是高于 fBW。
图 1: 当示波器的带宽指定为采样率的 ½ 时 , 混叠的频率分量如图所示。
我们建议示波器的最大额定采样率应当至少比额定实时带宽高出 4 或 5 倍 ( 如图 2 所示 )。根据这一标准，示波器的 sin(x)/x 波形重建滤波器可以精确地重现高速信号的波形，其分辨率可达几十皮秒的量级。
图 2: 当示波器的带宽指定为采样率的 ¼ 时 , 混叠的频率分量如图所示。
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史海拾趣
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