オシロスコープの帯域幅とサンプルレートはどれくらいですか?
帯域幅とは何ですか? 一般的に、オシロスコープの帯域幅は、入力信号を 3db 減衰させる最大入力信号振幅として定義されます。
サンプル レートとは何ですか? 1 秒あたりに取得できるポイント数です。速度が速いほどエラーは少なくなります。通常、サンプル レートはオシロスコープの帯域幅の 4 倍にする必要があります (アンプ タイプはガウス応答)。
デジタル オシロスコープには、テスト対象信号の Y チャネルとサンプリング部分の少なくとも 2 つの部分があります。
Y チャネルはテスト対象の信号を増幅 (または減衰) するためのもので、帯域幅は Y チャネル用です。Y チャネルが 0 ～ 10 MHz の範囲のすべての正弦波信号を均一に歪みなく増幅できる場合、その帯域幅は 10 MHz です。複雑な波形はさまざまな高調波を含む正弦波信号で構成され、これらの高調波は潜在的に非常に広い帯域幅を構成するため、複雑な信号を確実に増幅するには、Y チャネルの帯域幅が大きいほど効果的です。
十分な帯域幅を持つ Y チャネルがあるだけでは十分ではありません。波形をキャプチャするには、Y チャネルで増幅された信号をサンプリングする必要があります。このサンプリングの速度がサンプリング レートです。サンプリング レートが速いほど、複雑な波形をキャプチャするための単位時間あたりのポイント数が多くなり、表示される波形の最終的なアセンブリは実際の複雑な信号に近くなります。
したがって、帯域幅とサンプリング レートは 2 つの異なるパラメーターですが、測定された波形を正確に復元するには、どちらも非常に重要です。
帯域幅が広いほど信号の歪みが少なくなるのはなぜですか?
複雑な信号は、無数の高周波正弦高調波に分解することができ、これらの高周波高調波が元の信号の詳細を構成します。帯域幅が十分に広くない場合 (主に高域が十分に高くないため)、高調波信号を効果的に増幅して通過させることができません (ブロックまたは減衰されます)。その結果、Y チャネルの最後に得られる信号は歪みます (複雑な信号の詳細が失われます)。
したがって、信号の詳細を（歪みなく）復元するには、Y チャネルの帯域幅を可能な限り増やすことが重要です。
帯域幅は信号周波数を反映する能力であり、帯域幅が大きいほど、信号の各周波数成分（特に高周波成分）を正確かつ効率的に増幅して表示できるため、精度も高くなります。帯域幅が十分でない場合は、多くの高周波成分が失われ、信号の表示が当然不正確になり、エラーが大きくなります。サンプリング レートは、アナログからデジタルへの信号変換周波数（つまり、1 秒あたりの取得回数）です。周波数が高いほど、単位時間あたりの信号の取得回数が多くなり、信号に保持される信号情報が多くなり、失われる情報が多くなり、デジタル量の変換によって信号の値を正確に反映できるようになります。その後、LCD ディスプレイで信号波形をより正確かつ完全に表示できるようになります。サンプリング ポイントが多いほど、表示されるポイントが多くなり、鮮明になります。
簡単に言えば、帯域幅は表示できる信号の周波数範囲を反映し、サンプリング レートは信号波形の詳細を反映します。
帯域幅が広いほど、信号内のさまざまな周波数成分（特に高周波成分）をより正確かつ効率的に増幅して表示できるのはなぜですか?
たとえば、オーディオ アンプの帯域幅が比較的狭い場合 (50Hz ~ 15KHz の帯域幅など)、15KHz を超える信号は効果的に増幅できず、出力は非常に小さくなるか、まったく出力されなくなり、15KHz を超える音は聞こえなくなります。アンプの帯域幅が広い場合 (10Hz ~ 20KHz など)、すべてのオーディオを増幅して出力できるため、完全なオーディオ サウンドを出力できます。オシロスコープでも同じことが表示されます。
