示波器带宽：影响信号保真度的关键因素

Tektronix提供的关于示波器带宽和上升时间的资料 示波器是电子测量领域的重要工具，主要用于观察和分析信号的电压随时间的变化。在选择示波器时，带宽是最重要的技术指标之一，因为它直接影响到示波器对信号的测量精度。带宽通常定义为示波器能准确测量信号幅度至低于真实信号3dB（约70.7%）的频率点。然而，带宽并不是衡量示波器性能的唯一标准，尤其是在处理复杂信号时。 带宽与频率的关系如图1所示，当示波器的带宽与正弦波信号频率相同时，测量的幅度误差约为30%。为了获得更精确的测量结果，通常建议示波器的带宽至少是被测信号频率的5倍。这是因为复杂的信号通常包含多种频率成分，而不仅仅是单一的正弦波。 示波器的带宽并不能完全反映其在时域中的表现。例如，对于非正弦波形，如脉冲或方波，带宽指标并不直接关联于上升时间，这是另一个关键的性能参数。上升时间定义为信号从10%到90%幅值变化所需的时间，对于许多应用来说，快速的上升时间意味着更好的信号保真度。 图2展示了数字方波的傅立叶级数展开，揭示了复杂信号由多个正弦波成分组成的本质。在频域分析中，示波器必须能够准确捕捉到所有这些成分的幅度和相位，而这超出了带宽指标的范畴。因此，除了带宽，还应考虑采样率和记录长度等其他重要因素。采样率决定了示波器在单位时间内获取数据点的能力，而记录长度则关乎示波器能存储多少个样本点，这两个参数对于正确重构和分析复杂信号至关重要。 虽然带宽是示波器选择中的一个重要参考，但用户在评估示波器性能时不应仅关注这一指标。上升时间、采样率和记录长度同样对信号的准确测量起到关键作用。Tektronix的技术简介旨在帮助用户理解这些概念，以便他们在选择适合的示波器时做出更明智的决策。