【導讀】示(shi)波(bo)器(qi)帶(dai)寬(kuan)應(ying)該(gai)足(zu)夠(gou)高(gao)才(cai)能(neng)進(jin)行(xing)準(zhun)確(que)的(de)測(ce)量(liang)
，但(dan)是(shi)這(zhe)個(ge)參(can)數(shu)有(you)上(shang)限(xian)嗎(ma)？示(shi)波(bo)器(qi)帶(dai)寬(kuan)過(guo)多(duo)是(shi)否(fou)會(hui)以(yi)某(mou)種(zhong)方(fang)式(shi)降(jiang)低(di)我(wo)們(men)的(de)測(ce)量(liang)精(jing)度(du)？請(qing)注(zhu)意(yi)，示(shi)波(bo)器(qi)帶(dai)寬(kuan)設(she)置(zhi)進(jin)入(ru)示(shi)波(bo)器(qi)的(de)噪(zao)聲(sheng)帶(dai)寬(kuan)。

示(shi)波(bo)器(qi)帶(dai)寬(kuan)應(ying)該(gai)足(zu)夠(gou)高(gao)才(cai)能(neng)進(jin)行(xing)準(zhun)確(que)的(de)測(ce)量(liang)，但(dan)是(shi)這(zhe)個(ge)參(can)數(shu)有(you)上(shang)限(xian)嗎(ma)？示(shi)波(bo)器(qi)帶(dai)寬(kuan)過(guo)多(duo)是(shi)否(fou)會(hui)以(yi)某(mou)種(zhong)方(fang)式(shi)降(jiang)低(di)我(wo)們(men)的(de)測(ce)量(liang)精(jing)度(du)？請(qing)注(zhu)意(yi)，示(shi)波(bo)器(qi)帶(dai)寬(kuan)設(she)置(zhi)進(jin)入(ru)示(shi)波(bo)器(qi)的(de)噪(zao)聲(sheng)帶(dai)寬(kuan)。

例如，考慮測量 33 MHz 正弦波。根據上麵的討論，我們可以使用帶寬約為100 MHz的示波器來測量該信號。如果我們使用 8 GHz 示波器進行此測量
，則 100 MHz 至 8 GHz 範圍內的所有噪聲分量都將進入示波器。這些噪聲成分將使屏幕上的跡線看起來有點模糊。

zaixuduoqingkuangxia，zhekenengbushiyigeyanzhongdewenti
，danruguoninxiwangnindechanpintongguoyangedexingnenghuoheguixingguifan
，ninbixuzhuyizhexiexijiebingtigongchanpinshuchudeyanshi。

采樣率

輸入信號經過模擬前端調節後，被傳遞到 A/D 轉換器。根據奈奎斯特采樣定理，ADC f s 的采樣率必須至少是感興趣的頻率分量的兩倍。這意味著我們需要一個抗混疊濾波器來限製 ADC 輸入端信號的帶寬。在圖1中
，抗混疊濾波是通過模擬前端的低通特性來實現的。

盡jin管guan該gai濾lv波bo器qi抑yi製zhi了le高gao頻pin分fen量liang，但dan我wo們men沒mei有you磚zhuan牆qiang低di通tong特te性xing。當dang我wo們men移yi動dong到dao更geng高gao的de頻pin率lv時shi
，幅fu度du衰shuai減jian會hui增zeng加jia，但dan我wo們men不bu會hui有you無wu限xian的de衰shuai減jian。假jia設she我wo們men選xuan擇ze采cai樣yang頻pin率lvf s如圖 1所示。

圖1

由於我們在 f s處的衰減有限
，因此在此頻率出現的任何噪聲分量將僅被低通特性部分抑製。換句話說，ADC 輸入端的信號帶寬並沒有真正受到限製，我們可能仍然有相對較大的頻率分量高於

f
s
2
（違反奈奎斯特準則）。
這將如何影響我們測量的準確性？

采樣過程將以采樣頻率的倍數創建頻譜的副本。在 0 到 f s的頻率範圍內，我們將得到如圖 2所示的頻譜。

圖2

雖然藍色曲線是我們在數字化儀輸出處想要的光譜，但采樣過程會創建原始光譜（由紅色曲線描繪）的不需要的副本。藍色和紅色曲線分量的疊加為我們提供了 ADC 輸出處的數字信號的頻譜。

圖2顯示部分複製頻譜與我們所需的頻帶重疊，該頻帶位於 0 到 f BW的範圍內。該所需頻帶應由 A/D 轉換器後麵的數字電路提取和處理。我們怎樣才能提取出這個想要的頻段呢？

從 f BW到 f s -f BW的頻率分量可以通過尖銳的數字濾波器有效抑製（見圖 5）。消除這個不需要的頻帶可以得到更高效的數字電路。

圖3

複製頻譜中出現在 0 到 f帶寬範圍內的部分又如何呢？

這些頻率分量無法通過在 ADC 輸出端放置濾波器來抑製。如圖 2 所示，這些不需要的分量從位於 f s -f BW到 f s範圍內的原始頻譜部分折回。因此，我們可以通過增加采樣率（對於給定的 f BW）來抑製這些混疊分量。這樣，混疊分量經曆的衰減就會增加。

查看圖 2。折回組件的可接受衰減是多少
？

衰減應足夠大，以使混疊分量遠低於 A/D 轉換器的量化水平。在實際應用中

，對於高斯頻率響應示波器，我們通常需要實時采樣率為示波器帶寬的4-5倍。具有平坦頻率響應的示波器具有更尖銳的滾降。因此
，大約 2.5 倍示波器帶寬的采樣率可以使此類示波器達到可接受的精度。

如果混疊嚴重，顯示的跡線會受到怎樣的影響
？

圖4.圖片由是德科技提供

圖4顯示了示波器帶寬和采樣率分別為 500 MHz 和 1 GSa/s 的測量結果。

zhengruninsuokandaode，dangjinxingzhongfuceliangshi，jixianhuiweiraoxinhaobianyuanbaidong。zheshiyinweiboxingzhongjuyougengjianruiguodudebufenbaohangenggaodepinlvfenliang，bingqiehundiezaizhexiequyuzhongbiandegengjiamingxian。

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