示波器的帶寬

導(dǎo)言：

200M帶寬的示波器，理論是是可以測到200M的正弦信號(hào)。也就是說輸出200M的正弦信號(hào)，信號(hào)幅值才會(huì)降到實(shí)際的0.707倍（此處可以參見信號(hào)與系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)）；

但如果是方波或者三角波信號(hào)，就不能如此推算了，具體需要按照傅里葉變換的方式進(jìn)行頻譜分析，看你關(guān)注多少次內(nèi)諧波，比如40M的方波信號(hào)，按照頻譜分析的原理，最多只能看到200M的5次諧波，5次以上的諧波就看不到了，可能就會(huì)看到方波變成了有一定弧度的曲線。

當(dāng)然，信號(hào)超過帶寬之后衰減的只是幅值，并沒有衰減頻率，如果僅僅關(guān)注頻率參數(shù)，就沒有上面的那么顧慮了，200M的方波測量頻率依然是200M。

示波器帶寬概念定義：

帶寬是示波器的首要指標(biāo)，和放大器的帶寬一樣，是所謂的-3dB點(diǎn)，即：
在示波器的輸入端加正弦波，幅度衰減至-3dB（70.7%）時(shí)的頻率點(diǎn)就是示波器的帶寬。
如果我們用100MHz帶寬的示波器測量：幅值為1V ，頻率為100MHz 的正弦波時(shí)，實(shí)際得到的幅值會(huì)不小于0.707V。

那么作為示波器的首要參數(shù)指標(biāo)，“帶寬不足”對(duì)波形測量有哪些影響呢 ？我們用20M、60M、100M帶寬的示波器分別觀察20M的方波信號(hào)

20M示波器

60M示波器

100M示波器

由上面三張圖可以看出:
20M示波器基本無法觀察到方波形狀，另外100M示波器的觀察效果比60M示波器要好，下面我們來一起分析原因:

方波信號(hào)有限次諧波合成波形圖

20M方波頻譜

上圖中，我們可以看到方波是由基波以及3、5、7、9……次諧波分量遞加而成。所以20M的方波包含20M基波、60M三次諧波，100M五次諧波，140M七次諧波……

如果要對(duì)波形進(jìn)行準(zhǔn)確測量，應(yīng)該讓示波器的帶寬大于波形的主要諧波分量。因此對(duì)于正弦波可以要求示波器的帶寬大于波形的頻率，但是對(duì)與非正弦波則要求示波器的帶寬大于波形的最大主要諧波頻率。

帶寬不足具體的影響表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：
1、由低帶寬導(dǎo)致主要諧波分量消失，使原本規(guī)則的波形呈圓弧狀接近正弦波；
2、低帶寬給波形的上升時(shí)間和幅度的測量帶來較大的誤差。

所以示波器的帶寬越高，實(shí)際測量也就越精確，當(dāng)然價(jià)格和成本也會(huì)更高，那么我們需要多大帶寬的示波器才合適呢？
一般所測信號(hào)最大頻率的5倍，就是最合適的帶寬，即帶寬的五倍法則。