示波器的演進與應用:示波器,類比示波器 | 台灣精品獎-歷屆得獎名單
自1946年Tektronix的HowardVollum先生以其發明的觸發電路,從而創造了第一部商用示波器至今已過了半個世紀。示波器對工程師的重要性,如同眼睛對人類的重要一樣。
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自1946年Tektronix的Howard Vollum先生以其發明的觸發電路,從而創造了第一部商用示波器至今已過了半個世紀。示波器對工程師的重要性,如同眼睛對人類的重要一樣。人類透過眼睛觀察這五花八門的世界,而「電」卻是看不到的,於是,工程師們透過示波器將電子科技推向無邊的未來。在新世紀來臨之前,談談示波器的應用發展,也為類比示波器與數位示波器長久以來孰優孰劣之爭做個探討。至於數位示波器的取樣率及記憶體有何應用及考量,將在此一一說明。首先讓我們先來談談示波器的首要規格「頻寬」。
示波器頻寬的定義
所謂示波器的頻寬(Bandwidth)是指示波器垂直放大器的頻率響應,如(圖一)所示,為示波器理想上的頻率響應特性曲線。任何示波器的頻寬皆為垂直放大器-3dB點的頻率,此為選購示波器的第一關卡。舉例而言:一部100MHz的示波器,當輸入100MHz,1V的正弦波時,示波器觀察到的將是100MHz、0.707V的正弦波,振幅誤差高達30%;如欲使振幅誤差小於3%,請謹記3~5倍頻寬,即示波器的頻寬要比待測信號頻率高3~5倍。
《圖一 頻率響應特性曲線》
示波器頻寬不足導致波形失真
以(圖二)為例,假設圖上方波為100MHz信號,以傅立葉級數的觀念來看,方波可由一基本波(也就是頻率相同的正弦波)加上無限多次的奇次諧波所組成。我們先不談無限多次,先來看三次諧波(也就是頻率為300MHz正弦波)。基本波加上三次諧波可得(圖二)中間的波形,已類似一個方波;舉例來說:當您以100MHz的示波器觀察100MHz的Clock信號,因三次諧波為300Mz在示波器的頻率響應曲線中可知,該信號已幾乎被衰減掉,...
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