от чего зависит полоса пропускания осциллографа

[v_SNoV_v]

Подскажите пожалуйста от чего зависит полоса пропускания осциллографа? 
Я думаю, что от полупроводниковых элементов используемых при производстве, допустим при высокой частоте какие-то транзисторы уже не вывозят и дают проседание по амплитуде, но это лишь догадки

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Vascom]

Скорее от АЦП, оцифровывающего входной сигнал.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Anatoli Panchenko]

на частотах в сотни и более мегагерц роль играет конфигурация проводников на печатной плате. Кроме полупроводников в осцилографе еще присутствуют еще резисторы и конденсаторы, которые тоже могут давать просадку на паразитной индуктивности. Ну и естественно частота дискретизации, если речь о цифровом осцилографе.

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[IlCF]

52 минуты назад, Vascom сказал:

Скорее от АЦП, оцифровывающего входной сигнал.

А в аналоговых?

Вопрос, конечно, не простой. От пулупроводниковых приборов, безусловно зависит. И от режимов их работы. И от схемотехники. И от параметров ЭЛТ тоже. И от подключения к источнику сигнала. Для начала рекомендую прочитать "Искусство схемотехники" Хоровица и Хилла, 1993 г. изд., т.3, гл.13 "Высокочастотные и быстродействующие приборы".

[Vascom]

А много ли сейчас аналоговых осциллографов?

Иначе вопрос слишком широкий получается.

[kotosob]

Поста @IlCF достаточно. Скорость АЦП и последующей цифры,памяти,сервиса и есть отличие,а остальное аналогично,на входе усилители сигнала в любом осиллографе оцениваются по аналоговому стандарту.

[IlCF]

Аналоговых осциллографов немало. Кроме того, у цифрового осциллографа тоже есть усилитель входного сигнала, а у этого усилителя есть полоса пропускания. Хотя сделать широкополосный усилитель для АЦП действительно много проще, чем для ЭЛТ.

[Vascom]

Да, но там на входе не транзисторы, а ОУ, которые конечно состоят и транзисторов, но всё же не они являются ограничивающим фактором.

Изменено 26 октября, 2016 пользователем Vascom

[IlCF]

Я не изучал схемы достаточного количества цифровых осциллографов и потому "не скажу за всю Одессу", но как-то сомневаюсь, что входной усилитель осциллографа мегагерц на 100-200 имеет смысл делать на ОУ.

[Vascom]

Пусть даже будет входной усилитель на 5ГГц. Много ли вы найдёте АЦП с хорошей разрядностью, способные обработать такой сигнал?

Или даже так: осциллографы с широкой полосой имеют ограничение частоты снизу, например полоса от 3ГГц до 6ГГц. То есть входные цепи всё это пропускают, а вот АЦП работает на тактовой 3ГГц просто не по первой своей полосе, а по второй в соответствии с теоремой отсчётов.

[IlCF]

@Vascom , простите, но разговор про то, много ли и чего я найду, не имеет отношения ни к полосе пропускания, ни к электронике, да и вообще беспредметен. Так что предлагаю его закончить, ибо следующим вашим "возражением", вероятнее всего, будет "А многим ли вообще нужен осциллограф на 5ГГц?"

[Vascom]

Хорошо не будем об этом. Но вы согласны, что ограничивающий фактор, не входные аналоговые цепи? Если нет, то почему?

[IlCF]

Я не проектировал осциллографы на 120Gs или хотя бы на 10Gs и даже не знаком сколько-нибудь детально с их устройством, а потому не могу сказать, что там сложнее сделать: АЦП или усилитель. Полагаю, что АЦП, но не уверен. В случае же осциллографов до 2Gs, насколько я понимаю, особых трудностей (для инженеров, а не для радиолюбителей) сейчас не представляет ни то, не другое.

[kotosob]

Конечно же,входные аналоговые цепи и есть наипервейший ограничивающий фактор потому,что усилитель,а у него ряд скоростных параметров ограничено, в том числе полоса пропускания при заданном КУ.Кроме того,входные цепи и усилитель от милливольт просто обязаны прецизионно повторить или усилить сигнал в полосе штатного пропускания осциллографа,какой будет сигнал на оцифровку далее,то и будет на дисплее..)) Все остальное примерно так:-

24 минуты назад, IlCF сказал:

..что там сложнее сделать: АЦП или усилитель...особых трудностей (для инженеров, а не для радиолюбителей) сейчас не представляет ни то, не другое...

 

Изменено 26 октября, 2016 пользователем kotosob

[Alex007]

Для точного отображения импульсных сигналов частота дискретизации должна быть как минимум в пять раз больше частоты сигнала, обычно полоса пропускания указана для синуса ,что бы наблюдать прямоугольные импульсы с достаточной точностью  желательно что бы усилитель пропускал 9-10гармонику, то есть осциллограф с полосой пропускания 100мгц, будет точно отображать импульсы с частотой 10мгц. так что увы, чтобы нормально работать с цифровыми сигналами 50мгц нужен осциллограф с полосой 500мгц. 

Изменено 26 октября, 2016 пользователем Alex007

[IlCF]

12 часа назад, Alex007 сказал:

Для точного отображения импульсных сигналов частота дискретизации должна быть как минимум в пять раз больше частоты сигнала, обычно полоса пропускания указана для синуса ,что бы наблюдать прямоугольные импульсы с достаточной точностью  желательно что бы усилитель пропускал 9-10гармонику, то есть осциллограф с полосой пропускания 100мгц, будет точно отображать импульсы с частотой 10мгц. так что увы, чтобы нормально работать с цифровыми сигналами 50мгц нужен осциллограф с полосой 500мгц. 

Не совсем понял вас. Так частота дискретизации в 5 раз больше, или всё-таки полоса усилителя до 10-й гармоники? Или и то, и другое?

Вот прямоугольный сигнал с ненулевым временем нарастания и частотой дискретизации, превышающей частоту сигнала в 5 раз:

Здесь не только "точным отображением" не пахнет, но и вообще отображением входного сигнала. И не надо говорить про цифровую обработку: она даже для простого сигнала не всегда даёт адекватный результат, а для сложного от неё вообще больше вреда, чем пользы.

Что касается полосы пропускания усилителя, то для неё существует однозначная связь с временем нарастания переходной характеристики: ПОЛОСА -3dB (МГц)=350/ВРЕМЯ НАРАСТАНИЯ (нс). Так, если нужно отображать сигнал с временем нарастания не менее 1 нс, то полоса пропускания усилителя должна быть не менее 350 МГц. Хотя в реальности при проектировании усилителей в качестве исходного параметра берут сразу время нарастания, а не полосу. Ибо, в общем случае, не всякий усилитель с полосой 350 МГц может обеспечить время нарастания 1 нс, но всякий усилитель с временем нарастания 1 нс обеспечит полосу 350 МГц. При этом так же не нужно забывать, что уровень -3dB - это коэффициент 0,707, т.е. ошибка измерения амплитуды синусоидального сигнала почти 30%. Так что не всё так просто в этой жизни

[Alex007]

Я думаю правильнее будет что частота дискретизации должна быть более чем в пять раз больше полосы пропускания, а луче в десять, то есть получается что для осциллографа с полосой пропускания 100мгц для исследования импульсов 10мгц требуется  дискретизация 1GS/s, так думаю будет правильно.

[Pont 007]

Цитата

но всё же не они являются ограничивающим фактором.

Вполне могут. Если рассматривать аналоговые осциллографы, то влияния усилителей очень высокое.

Цитата

частоте какие-то транзисторы уже не вывозят и дают проседание по амплитуде, но это лишь догадки

АЧХ усилителей не бесконечна, полоса спадает и на слишком высокой частоте усилитель запросто вместо усиления ослабляет сигнал, вот посмотри на АЧХ сферического УНЧ, как видно, при 46 мГц он уже не усиливает, а ослабляет сигнал.

Изменено 28 октября, 2016 пользователем Pont 007

[kyw47]

27.10.2016 в 10:49, IlCF сказал:

Вот прямоугольный сигнал с ненулевым временем нарастания и частотой дискретизации, превышающей частоту сигнала в 5 раз

Вы неправильно нарисовали. Речь идет о максимальной ЧАСТОТЕ сигнала. Для сигнала Вами изображенного максимальная частота будет примерно равна 0,35/tф, где tф - длительность фронта импульса по уровню 10-90 %. Вот эту частоту и надо квантовать пять раз за период (как предлагает автор), хотя по теореме Котельникова достаточно было бы двух раз.

[Братков Олег Владимирович]

Полоса пропускания аналогового, и цифрового осциллографов, это не одно и то же.

Для аналогового указывается частота, при которой входной сигнал не искажён, а для цифрового указывается частота, для которой сигналы меньшей частоты будут оцифрованы с наименьшими искажениями. 

 Короче, если у нас осциллографы на 5 мегагерц, подключены к кварцевому генератору  на 10 мегагерц, ну совсем тривиальная задача, на исследуемой плате стоит процессор, и если кварцевый генератор работает, то, предположительно, процессор тоже должен работать... Аналоговым осциллографом мы увидим, сто какой-то сигнал есть, и он точно в диапазоне 10 мегагерц..  А вот цифровым осциллографом мы ничего внятного не увидим, на разных диапазонах развёртки, будет какое-то переменное напряжение, но оценить, работает ли генератор в нужном диапазоне, не сможем. Может, там просто 50 герц от сетевых наводок. 

Цифровой осциллограф должен иметь полосу пропускания. а, точнее, частоту дискретизации, минимум в пять раз выше частоты исследуемого синусоидального сигнала, а лучше в 10 раз выше. И, бывает, и этого не хватает. Если у аналогового за рабочим диапазоном, уменьшается чувствительность, и 5-мегагерцовый осциллограф, при подаче на его вход 10-мегагерцового сигнала, покажет этот сигнал, только амплитуда будет меньше реального значения, то цифровой покажет какой-то бред, или сигнал частотой в несколько герц, килогерц, в зависимости от выбранной развёртки,и вам придётся выбирать. на какой развёртке он более правдоподобен. 

Зная правильное значение, вы сможете разобраться, но, если это неизвестное вам ранее устройство? Но у аналоговых осциллографов нет памяти, или такие осциллы бессовестно дороги. 

Изменено 24 сентября, 2020 пользователем Братков Олег Владимирович