オシロスコープの帯域幅制限は何ですか?
機器のチャンネル ボタンで、CH1 ボタンを押すと、メニューに帯域幅制限のオプションが表示されます。
これは主に高周波ノイズを除去するために使用され、帯域幅制限をオンにすると、オシロスコープの帯域幅は 20MHz に制限され、公称帯域幅ではなくなります。これは、小振幅信号や干渉の大きい信号を測定するのに適しています。
2 種類のオシロスコープ周波数応答には、それぞれ長所と短所があります。最大平坦周波数応答のオシロスコープは、ガウス周波数応答のオシロスコープよりも帯域内信号の減衰が少ないため、帯域内信号をより正確に測定できます。ただし、ガウス周波数応答のオシロスコープは、最大平坦応答のオシロスコープよりも帯域外信号の減衰が少ないため、通常、同じ帯域幅仕様の場合、ガウス周波数応答のオシロスコープの方が立ち上がり時間が速くなります。ただし、帯域外信号の減衰が大きいと、ナイキスト基準 (fMAX < fS) に従ってエイリアシングの原因となる可能性のある高周波成分を排除できる場合があります。
ガウス周波数応答、最大平坦周波数応答、またはその中間のオシロスコープを使用している場合でも、オシロスコープの帯域幅は、入力信号がオシロスコープを通過して 3 dB 減衰する最低周波数であると考えられます。オシロスコープの帯域幅と周波数応答は、正弦波信号発生器でスイープすることで測定できます。オシロスコープの -3 dB 周波数での信号の減衰は、約 -30% の振幅誤差に変換できます。したがって、主要な周波数成分がオシロスコープの帯域幅に近い信号を正確に測定することはできません。
オシロスコープの帯域幅仕様と密接に関係しているのは、立ち上がり時間のパラメータです。ガウス周波数応答を持つオシロスコープの立ち上がり時間は、1% ～ 90% のスケールで測定すると、およそ {{0}}.35/fBW です。また、最大平坦周波数応答を持つオシロスコープの立ち上がり時間仕様は、通常 0.4/fBW の範囲で、オシロスコープの周波数ロールオフ特性の急峻さに応じて変化します。ただし、オシロスコープの立ち上がり時間は、オシロスコープで正確に測定できる最速のエッジ速度ではなく、入力信号の立ち上がり時間が理論的に無限大 (0 ps) である場合にオシロスコープで得られる最速のエッジ速度であることに留意する必要があります。 実際には、パルス発生器は無限に高速なエッジを持つパルスを出力できないため、この理論的なパラメータを測定することは不可能ですが、オシロスコープの立ち上がり時間仕様の 3 ～ 5 倍のエッジ速度を持つパルスを入力することで、オシロスコープの立ち上がり時間を測定することができます。
デジタルアプリケーションに必要なオシロスコープの帯域幅
経験上、オシロスコープの帯域幅は、テスト対象システムの最速デジタル クロック レートの少なくとも 5 倍である必要があります。この基準を満たすオシロスコープを選択すると、オシロスコープは、最小限の信号減衰でテスト対象信号の 5 次高調波をキャプチャできます。信号の 5 次高調波は、デジタル信号の全体的な形状を決定する上で重要です。ただし、高速エッジの正確な測定が必要な場合、この単純な式では、高速の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジに含まれる実際の高周波成分が考慮されません。式: fBW 5 x fclk 以上 オシロスコープの帯域幅をより正確に決定する方法は、最大クロック レートではなく、デジタル信号に存在する最高周波数に基づきます。デジタル信号の最高周波数は、設計内の最速エッジ速度によって異なります。したがって、まず、設計内の最速信号の立ち上がり時間と立ち下がり時間を決定する必要があります。この情報は通常、設計で使用されるデバイスの公開された仕様から取得できます。
