เหตุใดแอมพลิจูดที่วัดได้จึงน้อยกว่ามูลค่าจริง
ลองทำแบบทดสอบเล็กๆ น้อยๆ ใช้ของคุณออสซิลโลสโคป 100 MHzเพื่อวัดรูปคลื่นแอมพลิจูด 100MHz, 3.3V แอมพลิจูดที่วัดได้ไม่แม่นยำ ปัญหานี้อ้างถึงแบนด์วิธของออสซิลโลสโคป.
แบนด์วิธคืออะไร?
แบนด์วิดท์เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญสำหรับออสซิลโลสโคป แต่แบนด์วิดท์คืออะไร แบนด์วิดท์หมายถึงแบนด์วิดท์แบบอะนาล็อกของส่วนหน้าแบบอะนาล็อกของออสซิลโลสโคป และกำหนดความสามารถในการวัดสัญญาณของออสซิลโลสโคปโดยตรง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แบนด์วิธของออสซิลโลสโคปจะเป็นความถี่สูงสุดเมื่อแอมพลิจูดของคลื่นไซน์ที่วัดโดยออสซิลโลสโคปไม่ต่ำกว่าแอมพลิจูด 3dB ของสัญญาณคลื่นไซน์จริง (เช่น 70.7 เปอร์เซ็นต์ของแอมพลิจูดของสัญญาณจริง) หรือที่เรียกว่า {{3 }}dB ตัดจุดความถี่ เมื่อความถี่ของสัญญาณเพิ่มขึ้น ความสามารถของออสซิลโลสโคปในการแสดงระดับสัญญาณอย่างแม่นยำจะลดลง
เมื่อความถี่คลื่นไซน์ที่วัดได้เท่ากับแบนด์วิธของออสซิลโลสโคป (เครื่องขยายสัญญาณออสซิลโลสโคปมีไว้สำหรับการตอบสนองแบบเกาส์เซียน) เราจะเห็นว่าข้อผิดพลาดในการวัดอยู่ที่ประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์ หากต้องมีข้อผิดพลาดในการวัดอยู่ที่ 3 เปอร์เซ็นต์ ความถี่ของสัญญาณที่วัดได้ควรต่ำกว่าแบนด์วิธของออสซิลโลสโคปมาก ตัวอย่างเช่น การใช้ออสซิลโลสโคป 100MHz เพื่อวัดสัญญาณคลื่นไซน์ 100MHz, 1Vpp การวัดจะเป็น 100MHz, 0.707Vpp, รูปคลื่นไซน์ นี่เป็นเพียงกรณีของคลื่นไซน์เท่านั้น เนื่องจากรูปคลื่นส่วนใหญ่มีความซับซ้อนมากกว่าคลื่นไซน์มาก ซึ่งจะมีความถี่ที่สูงกว่า ดังนั้น เพื่อให้บรรลุความแม่นยำในการวัดที่แน่นอน เราจึงใช้กฎทั่วไปของออสซิลโลสโคปที่โดยทั่วไปเรียกว่า 5 เท่าของมาตรฐาน:
แบนด์วิธที่ต้องการของออสซิลโลสโคป=ความถี่สูงสุดของสัญญาณที่วัดได้ * 5
2. เลือกแบนด์วิธให้ถูกต้อง
สัญญาณที่ซับซ้อนในรูปคลื่นเกิดขึ้นจากสัญญาณคลื่นไซน์ฮาร์มอนิกต่างๆ และแบนด์วิธของฮาร์โมนิคเหล่านี้อาจกว้างมาก เมื่อแบนด์วิธไม่สูงเพียงพอ ส่วนประกอบฮาร์มอนิกจะไม่ได้รับการขยายอย่างมีประสิทธิภาพ (ถูกบล็อกหรือถูกลดทอน) ซึ่งอาจทำให้เกิดความผิดเพี้ยนของแอมพลิจูด การสูญเสียขอบ การสูญเสียข้อมูลรายละเอียด ฯลฯ ลักษณะสัญญาณ เช่น ระฆังและโทน ฯลฯ จะ ไม่มีค่าอ้างอิง
ดังนั้นสำหรับการวัดสัญญาณความถี่ต่างๆ แบนด์วิธที่ถูกต้องจึงมีความสำคัญมาก เมื่อวัดสัญญาณความถี่สูง เช่น วัดคริสตัล 27MHz คุณควรใช้การวัดแบนด์วิธแบบเต็ม
หากเปิดใช้งานขีดจำกัดแบนด์วิดท์ นั่นคือ ขีดจำกัดแบนด์วิดท์ตั้งไว้ที่ 20MHz รูปคลื่นคริสตัลจะบิดเบี้ยว และการวัดจะไม่มีค่าใดๆ เมื่อวัดสัญญาณความถี่ต่ำ คุณควรตั้งค่าขีดจำกัดแบนด์วิดท์เพื่อเปิดใช้งานตัวกรองสัญญาณรบกวนความถี่สูง เพื่อให้สัญญาณแสดงได้ชัดเจนยิ่งขึ้น
3. แบนด์วิธและเวลาที่เพิ่มขึ้น
ในส่วนของแบนด์วิธนั้น ไม่สามารถละเลยเวลาที่เพิ่มขึ้นได้ เวลาที่เพิ่มขึ้นมักจะถูกกำหนดเป็นเวลาที่แอมพลิจูดของสัญญาณเปลี่ยนจาก 10 เปอร์เซ็นต์ของค่าคงที่สูงสุดเป็น 90 เปอร์เซ็นต์
แบนด์วิธของออสซิลโลสโคปสามารถแสดงเวลาที่เพิ่มขึ้นขั้นต่ำของสัญญาณได้โดยตรง เวลาที่เพิ่มขึ้นของระบบออสซิลโลสโคปสามารถประเมินได้จากแบนด์วิธที่ระบุ คุณสามารถใช้สูตร: RT (เวลาที่เพิ่มขึ้น)=0.35 / BW (แบนด์วิดท์) (ออสซิลโลสโคปต่ำกว่า 1GHz) เพื่อคำนวณ
โดยที่ 0.35 คือปัจจัยสเกลระหว่างแบนด์วิธของออสซิลโลสโคปและเวลาที่เพิ่มขึ้น (เวลาที่เพิ่มขึ้น 10 เปอร์เซ็นต์ -90 เปอร์เซ็นต์ในแบบจำลองเกาส์เซียนลำดับแรก) ตามสูตรข้างต้น หากแบนด์วิธของออสซิลโลสโคปคือ 200MHz จะสามารถคำนวณ RT=1.75ns ซึ่งก็คือเวลาที่เพิ่มขึ้นต่ำสุดที่สังเกตได้
