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示波器響應方式對信號采集保真度的影響

agitek456 ? 來源:agitek456 ? 作者:agitek456 ? 2023-12-04 14:34 ? 次閱讀

信號保真度是評價數字示波器性能最主要的衡量標準,而采用合適的輸入脈沖響應方 式則是示波器高保真還原信號真實面目的非常重要的環節。信號保真度定義為顯示在示波器 屏幕上的波形與被測波形間的擬合程度,而脈沖響應方式表征示波器系統采用何種方式對輸 入激勵不同頻率成份的幅度和相位進行最優化處理,不同的示波器響應方式會生成不同特征 的被測階躍脈沖波形。

脈沖響應:一個“完美”的方波脈沖包含了無數階奇次正弦諧波分量的幅度。因此,我們可以認為測量系統采集脈沖信號的過程,也就是先采集其各個正弦諧波 然后再合成脈沖的過程。現在測試測量設備包括數字示波器的前端輸入帶寬和模/數轉換電路的帶寬都是有限的,也就決定了能采集到的諧波分量頻率是有限的。

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由于示波器前端模擬部件呈現出低通濾波特性,對輸入信號的不同頻率成份的通過能 力不一致,高頻分量的幅度衰減率要大于低頻分量衰減率,因此幅頻響應曲線不是線性變 換,而是呈滾降(RollOff)趨勢,尤其對高于示波器-3dB 帶寬的頻譜成份更是表現出急 劇滾降特征。根據幅度響應曲線的不同滾降方式,目前業內主流高性能示波器主要提供兩 種響應類型,分別是平坦化響應(Flat Response)和貝塞爾響應(Bessel Response)。

這三種響應優化類型不存在哪個更好的問題,而是分別適應了不同信號的測試應用需求。下表總結了三種響應優化模式的不同特點和適用領域。

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