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技术文章

如何快速验证示波器对带宽的影响@2022资料已更新

点击次数:6140 发布时间:2019/7/2 15:28:11


线缆和探头是测量系统不可或缺的组成部分,利用验证系统带宽的新方法,我们下面通过具体的实例,来分析线缆和探头对带宽的影响。

每个实验室中*常见的测试线缆是RG58同轴线缆,这些线缆总会有一些衰减,下边是四种电缆的传递函数:

1. 1m长的VAN验证过50欧姆线缆

2.  1m长的RG174同轴线缆(7美元/根)

3.  2m长的RG58线缆(10美元/根)

4.   1m长RG174线缆(2美金/根)


这些简单的测量为我们提供了一些经验规则,质量好的2米RG58线缆具有约为1.5 GHz带宽(-3 dB),质量好的1米长RG174电缆的-3 dB带宽约为5 GHz,这两根电缆的两端都有相同的BNC连接器。不同之处在于线缆的衰减和长度,如果要进行信号完整性相关的测量,请特别注意廉价的RG58线缆,这种1米长的廉价RG174电缆的测量性能显示出自BNC连接器处有明显的反射噪声。通常,这个价位的线缆,连接器端接质量通常都不是很好。


当前端不是同轴的,而是使用迷你抓钩时,测量系统的带宽会立即下降,下图显示了具有大环路电感前端的测量带宽以及导线绞合在一起时的测量带宽。


虽然在前端绞合导线是一个好习惯,但不要指望这个技巧可以极大地增加带宽,带宽*多可能增加约200 MHz,并且很依赖于导线绞合的细节,实现高带宽探测的方法是使前端看起来尽可能像50欧姆的同轴电缆。当我们使用迷你抓钩前端时,只要我们散开信号和返回路径,就会引入阻抗不连续。我们可以将其视为在前端添加反射,反射更高的频率分量,像低通滤波器一样,或作为离散电感,产生一个L / R低通滤波器,无论哪种方式,前端环路电感越大,对测量系统带宽的影响越大。


10x无源探头的带宽10x无源探头实际上是一个复杂的探测系统,内置低通滤波器,其滚降频率约为10 kHz,并联的高通滤波器,极点频率约为10 kHz,带有特殊的有损的同轴电缆,可吸收和衰减线缆中的任何高频反射。为了使用10x无源探头,必须在示波器中使用1 M欧姆耦合,如前所述,这会自动将测量系统带宽降至约1.2 GHz。要使用探头的带宽,请使用同轴适配器前端,这与常用的具有大回路电感的10x探头前端非常不同。



总结
虽然示波器带宽是一个重要的指标,可以描述示波器可以测量的频率成分,但是改变其输入耦合、添加线缆缆和探头都将降低测量带宽。

使用这个简单的方法不仅可以测量信号带宽,还可以测量整个测量系统的传递函数,这是表征测量系统的有效方法,了解测量系统的传递函数,与您的DUT的信号频谱相比,将为您提供准确的信息,以了解您的DUT信号的真实情况以及可能是测量误差。

原创作者:北京淼森波信息技术有限公司

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