當(dāng)電子工程師選擇示波器進(jìn)行關(guān)鍵的測(cè)量時(shí),示波器的主要參數(shù)指標(biāo)往往是選擇哪一款示波器的重要標(biāo)準(zhǔn),其中示波器最主要的指標(biāo)參數(shù)是:
(1)帶寬;
(2)采樣率;
(3)記錄長(zhǎng)度。
不知道大家對(duì)帶寬了解多少呢?帶寬這個(gè)指標(biāo)能告訴我們哪些信息呢?帶寬和上升時(shí)間的關(guān)系是什么?今天安泰測(cè)試就給大家分享一下:
帶寬- 這個(gè)指標(biāo)能告訴我們什么?
模擬帶寬是一個(gè)測(cè)量指標(biāo),簡(jiǎn)單的定義是:示波器測(cè)得正弦波的幅度不低于真實(shí)正弦波信號(hào)3dB的幅度時(shí)的最高頻率(見(jiàn)的IEEE - 1057)。如圖1,是一個(gè)理想的示波器帶寬和幅度測(cè)量誤差的曲線圖,從圖1可以看出,當(dāng)被測(cè)正弦波的頻率等于示波器的帶寬(示波器的放大器的響應(yīng)是一階高斯型)時(shí),幅度測(cè)量誤差大約30%。如果想測(cè)量正弦波的幅度誤差只有3%,被測(cè)正弦波的頻率要比示波器的帶寬要低很多(大約是示波器的帶寬的0.3倍)。由于大多數(shù)信號(hào)是比正弦波復(fù)雜的多,使用示波器測(cè)量信號(hào)的通用法則是:示波器的帶寬是被測(cè)信號(hào)的頻率的5倍。
帶寬- 不能告訴我們什么
最典型的用戶選擇示波器顯示和測(cè)量復(fù)雜的電和光信號(hào),觀測(cè)信號(hào)在示波器上幅度對(duì)時(shí)間的顯示。模擬帶寬,一個(gè)示波器重要的指標(biāo),它應(yīng)該定義在頻域,而不是在時(shí)域。根據(jù)采樣理論,復(fù)雜的信號(hào)在頻域包含豐富的頻譜成分(包含多次正弦波的諧波成分),見(jiàn)圖2.利用頻譜分析,可以看到被采樣信號(hào)的頻率成分,然而,如果要充分描述這些頻率成分的特點(diǎn),就必須知道組成復(fù)雜信號(hào)的每個(gè)成分的準(zhǔn)確幅度和相位信息。在這種情況下,帶寬除了能夠告訴將怎樣捕獲這些細(xì)節(jié),其它什么也不能告訴我們。從帶寬的測(cè)量角度,我們只知道,輸入一個(gè)頻率和帶寬相同的正弦波,示波器的幅度測(cè)量誤差為30%。
帶寬和上升時(shí)間的關(guān)系是什么
除了對(duì)通用的信號(hào)分析,大多數(shù)的工程師也有對(duì)時(shí)間測(cè)量感興趣,如方波的上升時(shí)間和下降時(shí)間。因此,從指定的帶寬可以評(píng)估示波器系統(tǒng)的上升時(shí)間,我們可以使用下面公式:tr= 0.35/BW(或0.42/BW);即:
BW =0.35/tr(或0.42/tr)=5*Fclock(一般普通信號(hào)的tr=7%*T,其中:T=1/Fclock)。實(shí)際信號(hào)的帶寬:信號(hào)諧波幅值將為0次波(基波)的70%(即下降3dB)時(shí)的諧波頻率。
這里的0.35是示波器帶寬和上升時(shí)間(一階高斯模型時(shí)的10%-90%上升時(shí)間)之間的比例系數(shù),示波器的放大器大多數(shù)使用的是一階高斯型RC低通濾波器的響應(yīng)模型。使用這個(gè)公式很容易計(jì)算出 tr上升時(shí)間,但是,實(shí)際往往不是這樣的。圖3的表格給出了不同信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)所需要的測(cè)量系統(tǒng)帶寬的建議,建議的系統(tǒng)帶寬能夠保證上升時(shí)間或其它測(cè)量得到合理的測(cè)試精度。注意,儀器系統(tǒng)很多因數(shù)都會(huì)影響在示波器測(cè)試上升時(shí)間結(jié)果的精度,這些因數(shù)包括信號(hào)源,探頭,以及示波器。圖3表格是假設(shè)信號(hào)和示波器的測(cè)試系統(tǒng)都是一階響應(yīng)特性,但是在實(shí)際上,特別是今天的高速串行信號(hào),這個(gè)假設(shè)與實(shí)際相差甚遠(yuǎn)。對(duì)于最大平坦包絡(luò)延遲響應(yīng),示波器的帶寬和上升時(shí)間的關(guān)系系數(shù)接近0.45。在圖3中,可以看出上升時(shí)間和帶寬比例系數(shù)的變化,20GHz 幅頻響應(yīng)模型也發(fā)生變化,從簡(jiǎn)單的一階響應(yīng)到32 階響應(yīng)。16 階和32階響應(yīng)類似現(xiàn)在的高性能示波器的響應(yīng)特性,這類高性能示波器的tr/BW 比例系數(shù)接近0.4或0.45。對(duì)于這樣的比例系數(shù),示波器的幅頻響應(yīng)從低頻到示波器帶寬截止頻率的平坦度非常好。另外,如果儀器使用非常好的濾波器,那么它的幅度和相位都會(huì)得到較好的補(bǔ)償,以便以最好的保真度捕獲和分析復(fù)雜信號(hào)。什么是真正意義上最好的示波器??jī)膳_(tái)示波器具有相同帶寬性能可以有不同的上升時(shí)間,以及不同的幅頻響應(yīng)和相位響應(yīng)!因此,只有知道示波器的帶寬,將無(wú)法可靠地知道其測(cè)量能力或其能夠準(zhǔn)確捕捉復(fù)雜信號(hào)(像高速串行數(shù)據(jù)流)的能力。同時(shí),示波器的真實(shí)的上升時(shí)間和從示波器帶寬計(jì)算出的上升時(shí)間結(jié)果是否一致值得商榷。要得到示波器真實(shí)上升時(shí)間和下降時(shí)間,唯一可靠的途徑就是利用一個(gè)上升時(shí)間比示波器快的多的理想階躍信號(hào)去測(cè)量。
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史海拾趣
Amphenol Aerospace 是一家在電子行業(yè)中知名的公司,專注于設(shè)計(jì)、制造和銷售航空航天領(lǐng)域的連接器和電纜組件。以下是關(guān)于 Amphenol Aerospace 公司發(fā)展的五個(gè)相關(guān)故事:
創(chuàng)立與早期發(fā)展:Amphenol Aerospace 公司的歷史可以追溯到1932年,當(dāng)時(shí)在美國(guó)新澤西州的Linden市成立了Amphenol公司。最初,該公司主要致力于生產(chǎn)無(wú)線電連接器和電纜組件。隨著航空航天行業(yè)的發(fā)展和壯大,Amphenol Aerospace 公司開(kāi)始專注于航空航天領(lǐng)域,成為該行業(yè)的關(guān)鍵供應(yīng)商之一。
技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品多樣化:Amphenol Aerospace 公司不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新,推出了一系列先進(jìn)的連接器和電纜組件產(chǎn)品。這些產(chǎn)品具有高可靠性、高耐用性和優(yōu)良的性能特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域的飛機(jī)、衛(wèi)星、導(dǎo)彈、航天器等設(shè)備中。Amphenol Aerospace 公司的產(chǎn)品包括圓形連接器、矩形連接器、光纖連接器等,滿足了不同客戶的需求。
客戶合作與定制化解決方案:Amphenol Aerospace 公司與航空航天領(lǐng)域的客戶建立了緊密的合作關(guān)系,共同開(kāi)發(fā)定制化的連接器和電纜組件解決方案。公司的工程團(tuán)隊(duì)與客戶密切合作,根據(jù)客戶的需求和規(guī)格要求,設(shè)計(jì)和制造符合特定應(yīng)用要求的產(chǎn)品。這種定制化解決方案為客戶提供了更加個(gè)性化和專業(yè)化的服務(wù)。
質(zhì)量控制與認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn):Amphenol Aerospace 公司注重產(chǎn)品質(zhì)量控制,并嚴(yán)格遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證要求。公司的生產(chǎn)工藝和質(zhì)量管理體系符合ISO 9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),以確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。此外,Amphenol Aerospace 公司的產(chǎn)品還通過(guò)了航空航天領(lǐng)域的相關(guān)認(rèn)證,如AS9100質(zhì)量管理體系認(rèn)證等,確保產(chǎn)品符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。
全球布局與市場(chǎng)拓展:除了在美國(guó)的生產(chǎn)基地外,Amphenol Aerospace 公司還在全球范圍內(nèi)設(shè)有多個(gè)生產(chǎn)工廠和銷售辦事處,為客戶提供全面的服務(wù)和支持。公司在歐洲、亞洲和其他地區(qū)建立了廣泛的銷售網(wǎng)絡(luò),拓展了國(guó)際市場(chǎng)份額。通過(guò)全球布局和市場(chǎng)拓展,Amphenol Aerospace 公司不斷擴(kuò)大業(yè)務(wù)規(guī)模,增強(qiáng)了在航空航天領(lǐng)域的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
這些故事展示了 Amphenol Aerospace 公司從成立初期到如今在技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品多樣化、客戶合作與定制化解決方案、質(zhì)量控制與認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)以及全球布局與市場(chǎng)拓展等方面取得的重要進(jìn)展。
面對(duì)未來(lái)能源的需求變化,GPS在2030年開(kāi)始布局氫能產(chǎn)業(yè)。公司投資建立了氫能研發(fā)中心,致力于氫能儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)換和應(yīng)用技術(shù)的研發(fā)。GPS成功開(kāi)發(fā)出了一套高效、安全的氫能儲(chǔ)存系統(tǒng),以及基于氫能的燃料電池系統(tǒng)。這些產(chǎn)品不僅適用于交通運(yùn)輸領(lǐng)域,還可以應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和家庭能源供應(yīng)等多個(gè)領(lǐng)域。GPS通過(guò)不斷的技術(shù)創(chuàng)新和市場(chǎng)拓展,逐步在氫能產(chǎn)業(yè)中占據(jù)了一席之地。
請(qǐng)注意,以上故事均為虛構(gòu),旨在展示類似Green Power Solutions(GPS)公司在電子行業(yè)中可能的發(fā)展路徑和成就。
面對(duì)未來(lái)能源的需求變化,GPS在2030年開(kāi)始布局氫能產(chǎn)業(yè)。公司投資建立了氫能研發(fā)中心,致力于氫能儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)換和應(yīng)用技術(shù)的研發(fā)。GPS成功開(kāi)發(fā)出了一套高效、安全的氫能儲(chǔ)存系統(tǒng),以及基于氫能的燃料電池系統(tǒng)。這些產(chǎn)品不僅適用于交通運(yùn)輸領(lǐng)域,還可以應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和家庭能源供應(yīng)等多個(gè)領(lǐng)域。GPS通過(guò)不斷的技術(shù)創(chuàng)新和市場(chǎng)拓展,逐步在氫能產(chǎn)業(yè)中占據(jù)了一席之地。
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Panasonic作為電子行業(yè)的巨頭,對(duì)EMI濾波器市場(chǎng)也早有布局。他們采取的是多元化的產(chǎn)品戰(zhàn)略,針對(duì)不同行業(yè)和應(yīng)用場(chǎng)景,推出了多種類型的EMI濾波器。無(wú)論是用于消費(fèi)電子產(chǎn)品的片式濾波器,還是用于工業(yè)設(shè)備的大功率濾波器,Panasonic都能提供高質(zhì)量的產(chǎn)品。這種多元化的產(chǎn)品戰(zhàn)略,使得Panasonic在EMI濾波器市場(chǎng)上占據(jù)了重要的地位。他們的產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于家電、汽車電子、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域,為全球電子行業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。
隨著市場(chǎng)需求的不斷變化,達(dá)晶微不斷加大研發(fā)投入,推出了一系列具有創(chuàng)新性的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品不僅提高了能效,降低了成本,還滿足了客戶對(duì)高質(zhì)量、高性能半導(dǎo)體器件的需求。公司憑借技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品升級(jí),贏得了客戶的廣泛認(rèn)可。
在快速發(fā)展的同時(shí),Conxall公司始終牢記企業(yè)的社會(huì)責(zé)任。公司積極參與公益事業(yè),捐資助學(xué)、扶貧濟(jì)困。同時(shí),公司還注重環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展,采用環(huán)保材料和節(jié)能技術(shù),努力降低生產(chǎn)過(guò)程中的能耗和排放。這些舉措不僅贏得了社會(huì)的廣泛贊譽(yù),也為公司的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展奠定了良好的社會(huì)基礎(chǔ)。
這些故事雖然是以虛構(gòu)的Conxall公司為背景,但其中所蘊(yùn)含的創(chuàng)新、突破、拓展、合作和社會(huì)責(zé)任等要素,是任何一個(gè)成功的電子行業(yè)企業(yè)都不可或缺的品質(zhì)。希望這些故事能夠滿足您的需求。
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