Wie hoch sind die Bandbreite und die Abtastrate eines Oszilloskops?
Was ist Bandbreite? Allgemein gilt: Wenn die Amplitude des Eingangssignals um 3 dB gedämpft wird, wird die Bandbreite des maximalen Eingangssignals als Bandbreite des Oszilloskops definiert.
Wie hoch ist die Abtastrate? Wie viele Punkte können pro Sekunde erfasst werden? Je schneller die Geschwindigkeit, desto kleiner der Fehler. Im Allgemeinen beträgt die Abtastrate das Vierfache der Bandbreite des Oszilloskops (der Verstärkertyp ist eine Gaußsche Antwort).
Ein digitales Oszilloskop besteht aus mindestens zwei Teilen: dem Y-Kanal des zu testenden Signals und dem Abtastteil.
Der Y-Kanal verstärkt (oder dämpft) das gemessene Signal und die Bandbreite ist für den Y-Kanal. Wenn der Y-Kanal alle Sinussignale im Bereich von 0~10MHz gleichmäßig und ohne Verzerrung verstärken kann, dann beträgt seine Bandbreite 10MHz. Da komplexe Wellenformsignale aus Sinussignalen mit verschiedenen Harmonischen bestehen und die Bandbreite dieser Harmonischen sehr groß sein kann, ist es umso besser, wenn die Bandbreite Ihres Y-Kanals größer ist, um sicherzustellen, dass komplexe Signale wirklich verstärkt werden.
Ein Y-Kanal mit ausreichender Bandbreite allein reicht nicht aus. Um die Wellenform zu erfassen, müssen Sie das durch den Y-Kanal verstärkte Signal abtasten! Die Geschwindigkeit dieser Abtastung ist die Abtastrate. Je schneller die Abtastrate, desto mehr Punkte der komplexen Wellenform werden pro Zeiteinheit erfasst und die endgültige zusammengesetzte und angezeigte Wellenform kommt dem echten komplexen Signal näher.
Obwohl Bandbreite und Abtastrate zwei unterschiedliche Parameter sind, sind sie beide für die tatsächliche Wiederherstellung der gemessenen Wellenform sehr wichtig.
Warum ist das Signal umso weniger verzerrt, je größer die Bandbreite ist?
Komplexe Signale können in unzählige hochfrequente sinusförmige Harmonische zerlegt werden, die die Details des ursprünglichen Signals ausmachen. Wenn Ihre Bandbreite nicht groß genug ist (hauptsächlich ist das obere Ende nicht hoch genug), können höher harmonische Signale nicht effektiv verstärkt und durchgelassen werden (werden blockiert oder gedämpft). Auf diese Weise wird das am Anschluss des Y-Kanals empfangene Signal verzerrt (die Details des komplexen Signals gehen verloren).
Daher ist es sehr wichtig, die Bandbreite des Y-Kanals so weit wie möglich zu erhöhen, um Signaldetails (ohne Verzerrung) wiederherzustellen.
Die Bandbreite spiegelt die Frequenzdurchlässigkeit eines Signals wider. Je größer die Bandbreite, desto genauer und effektiver können die verschiedenen Frequenzkomponenten (insbesondere Hochfrequenzkomponenten) im Signal verstärkt und angezeigt werden. Wenn die Bandbreite nicht ausreicht, gehen viele Hochfrequenzkomponenten verloren. Wenn keine Frequenzkomponente vorhanden ist, wird das Signal natürlich ungenau angezeigt und es tritt ein großer Fehler auf. Die Abtastrate ist die Frequenz der Signalumwandlung bei der Umwandlung analoger Mengen in digitale Mengen (d. h. die Anzahl der Erfassungen pro Sekunde). Je höher die Frequenz, desto mehr Signale werden pro Zeiteinheit erfasst und desto mehr Informationen im Signal bleiben erhalten. Je weniger Informationen verloren gehen, desto genauer kann die umgewandelte digitale Menge den Wert des Signals widerspiegeln und desto genauer und vollständiger kann das LCD-Display die Signalwellenform anzeigen. Je mehr Abtastpunkte vorhanden sind, desto mehr Punkte werden angezeigt und desto klarer ist die Anzeige.
Einfach ausgedrückt spiegelt die Bandbreite den Frequenzbereich des Signals wider, der angezeigt werden kann, während die Abtastrate die Details der Signalwellenform widerspiegelt.
Warum können verschiedene Frequenzkomponenten (insbesondere Hochfrequenzkomponenten) im Signal bei größerer Bandbreite präzise und effektiv verstärkt und angezeigt werden?
Wenn beispielsweise die Bandbreite eines Audioverstärkers relativ klein ist, etwa 50 Hz bis 15 kHz, kann das Signal über 15 kHz nicht effektiv verstärkt werden, die Ausgabe ist sehr klein oder sogar nicht vorhanden und der Ton über 15 kHz ist nicht zu hören. Wenn die Bandbreite des Verstärkers relativ groß ist, etwa 10 Hz bis 20 kHz, kann der gesamte Ton verstärkt und ausgegeben werden und der vollständige Audioton kann ausgegeben werden. Dasselbe gilt für Oszilloskopanzeigen.
