CA示波表的帶寬當然是越高越好嗎

　　CA示波表又可稱為手持示波器，有攜帶方便、操作簡單等特點。它能把肉眼看不見的電信號變換成看得見的圖象，便于人們研究各種電現象的變化過程。利用示波器能觀察各種不同信號幅度隨時間變化的波形曲線，還可以用它測試各種不同的電量，如電壓、電流、頻率、相位差、調幅度等。
 

　　CA示波表的帶寬當然是越高越好”。這句話從某種意義上是正確的：帶寬越高，意味能夠準確測量被測信號的帶寬越高，價值越大，也越值錢。但是，從使用角度來說，帶寬越高未必越好。
 

　　1、感興趣的信號的上升時間是 CA示波表帶寬選擇的關鍵因素示波器帶寬的理論雖然極其簡單，但在具體購買和使用 CA示波表的過程中到底該怎么選擇帶寬，卻是個沒有統一答案的復雜問題，經常被討論。從事銷售人員會發現，其實每天都要和用戶談這個話題。經常被討論是因為選擇是相對的，它取決于感興趣的信號的類型以及測量準確度的要求。任何信號都可以分解成無數次諧波的疊加。從頻域來理解，帶寬選擇的總原則是：帶寬能覆蓋被測信號各次諧波99.9%的能量就足夠了。帶寬難以選擇的根源就在于：我們不能直觀地知道被測信號能量的99.9%對應的帶寬是多少。感興趣的信號的能量主要取決于上升沿的快慢，上升沿越陡，信號包含的高次諧波含量越豐富，帶寬就要越高。因此感興趣的信號的上升時間是關鍵因素。強調是感興趣的信號，因為很多時候我們關心的是方波信號的尖峰毛刺而不僅僅是方波信號的整體的上升時間。譬如電源開關管MOSFET的Vds信號的上升時間高達100ns，但是感興趣的尖峰信號的上升時間可能只有5ns，甚至更小。
 

　　2、帶寬和CA示波表本身的上升時間之間的關系本身存在上升時間。上升時間可定義為階躍響應的時間，對于上升沿無限快的階躍信號經過RC低通濾波器之后，其上升沿變緩。RC低通濾波器是示波器放大器的等效簡化分析模型。從RC模型來理解，電容的存在必然導致上升沿變緩。
 

　　示波器的上升時間和帶寬存在反比的關系，上升時間和帶寬的乘積是一個常數，使用RC電路模型可以推導出這個常數是0.35。基于模型可以推導出這個0.35常數。根據RC電路模型得出輸出電壓和輸入電壓之間的關系式(1)如下。該關系式是一個高斯函數。
 

　　上升時間一般定義為信號幅值的10%-90%之間的時間。
 

　　3、帶寬選擇的N種說法業內一直流傳著很多種帶寬選擇的說法，甚至在諸多文獻中稱之為法則(RuleofThumb)。這里筆者將流傳的幾種選擇帶寬的方法羅列出來。我們可以在“帶寬能覆蓋被測信號各次諧波的99.9%的能量就足夠了”的總原則下判斷對錯即可。但是，實踐中卻很糾結。還是那句話，我們不能直觀地知道被測信號能量的99.9%對應的帶寬是多少，或者說，我們不能輕易確定被測信號的能量在多少次諧波之后被衰減到0.1%。