在精确的时域测量中上升时间是一个关键参数尤其对于高速数字信号而言。然而在示波器上观察到的上升时间并非信号本身的真实上升时间而是信号源上升时间被测信号、探头带宽和示波器带宽这三个要素共同作用的综合结果。理解这三者之间的关系是进行精确测量的基础。1、信号源上升时间在典型的测量系统中上升时间是指信号从阶跃幅值的 10%上升到 90%所需的时间。对于一个单极点的理想系统上升时间与带宽的乘积是一个常数这个公式是理解三要素相互作用的基石。例如一个带宽为100MHz的探头其自身的上升时间理论值约为3.5ns。当信号源、探头和示波器联成一个完整的测量通道时我们在屏幕上看到的上升时间即总上升时间并非三者简单的代数和。在高斯响应系统中它们遵循方均根RMS的合成:在于理解这数学模型时更在于遵循“系统带宽为信号3-5倍”的工程准则才能确保测量结果反映的是信号的本来面目而非测试系统本身的局限。2、示波器带宽无论是模拟电路还是数字电路示波器都需要具有足够的带宽以如实地再现信号。对于模拟信号测量待测信号的最高频率将决定示波器的带宽。对于数字信号测量通常是上升时间决定所需要的示波器带宽。本次检测的脉冲信号板-0.4VppTrise100ps且仅用同轴线连接信号源与示波器根据上述公式实践带宽500M和带宽350M两台的示波器检测脉冲信号板下图所示检测上升时间波形图左图为500M右图为350M分析两台示波器都设置了50ohm输入阻抗达到了阻抗匹配。则500M示波器的测试结果0.61ns350M示波器的测试结果0.723ns。测试结果比理论计算值还要小只说明示波器带宽不止500M和350M已经达到最大带宽输出。3、探头带宽仅用示波器检测信号源测试出来的结果接近示波器带宽最大输出。若再加入探头三者联成测试系统对应的总上升时间是多少呢使用350M示波器分别搭配350MHz光隔离探头和150MHz光隔离探头脉冲信号板-0.4VppTrise100ps。根据公式计算实践左图为350MHz光隔离探头右图为150MHz光隔离探头分析实际350M光隔离探头的测试结果1.89ns150M光隔离探头的测试结果2.67ns若将考虑示波器和探头带宽误差考虑进去则测试数据是接近理论计算。为了确保测量精度必须根据被测信号的特性来合理搭配探头和示波器。如果测量系统的上升时间不够快测得的上升时间将主要反映系统本身的特性而非信号的真实情况。
)
