示波器带宽选择

测量高速信号，首先要考虑测试系统的带宽，这个测试系统的带宽包括探头的带宽和示波器的带宽。要测量100MHz的信号，用一个100MHz带宽的示波器是不是就可以了？一些用户可能对带宽的概念并不是很清晰。认为100MHz带宽的示波器就可以测量100MHz的信号了，其实并不是这样。带宽所指的频率是正弦波信号衰减到－3dB时的频率，而我们一般测量的数字信号都不是正选波，而是接近方波。这两者对带宽的需求是不同的。
根据傅里叶变换可知，方波可以分解为奇次倍数频率的正弦波。比如1MHz的方波，是由1MHz、3MHz、5MHz、7MHz……等正弦波叠加而成。下图为不同滤波器下方波信号的响应。分别为把滤波器设置为方波基频频率、3次谐波频谱、5次谐波频率、7次谐波频率的方波响应。

图1 截至频率为方波频率的滤波情况

图2 截至频率为方波3次谐波频率的滤波情况

图3 截至频率为方波5次谐波频率的滤波情况

图4 截至频率为方波7次谐波频率的滤波情况
可以看出想要得到较为完整的方波信息，最少需要5次谐波分量，而且如果想要获得更加准确的信息，就需要能够测量到更多的谐波分量。
所以选择示波器和探头带宽时至少要选择被测量方波信号的5次谐波频率以上的带宽。