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一个关于示波器的有趣的问题
BG5JFV2022/04/26原创 仪器仪表电子技术 IP:江西
关键词
示波器方波幅度

首先,看题:用最大带宽为100MHz(-3dB点)的示波器去测量幅度为1V 频率为100MHz的方波,测出来该方波的幅度是多少?

答案应该是大于0.708V,小于1V(准确来说最大也就比0.9V高出一点点)

这是为什么呢?这是理想示波器,并没有虚标,并且在这里把它看做截止频率为100MHz的低通滤波器。如果100MHz的正弦波输入进去,测出来的幅度是原来的0.708倍。但方波就不一样了,应该先把它用傅里叶变换全都展开成正弦的形式。

1650951272645.jpg

如图,这里他基波其实就是4sinx/pi了,但为什么方波的幅度比基波的幅度要低呢?

QQ图片20220426133941.jpg

其实是后面的高次谐波把基波的幅度“拉低”了,基波比方波低的地方又被高次谐波“拉高”了。

解决了这个问题,我们继续回到正文上来,既然示波器的最大带宽是100MHz的,基波会在输入进去之后衰减为原来的0.708倍,它的解析式是这样的0.708*4sinx/pi,根据低通滤波器的特性,后面的信号幅度会被大幅衰减,三次谐波,五次谐波基本上都衰减没了,没什么看头。所以测出来的幅度大概是0.9014V。

当然,还可以这样理解:因为基波带个包,后面那些把基波包砍掉的分量被滤波器截止了,所以包就鼓起来了(同时被衰减为原来的0.708倍),所以幅度就比0.708V大了。

下面是Ocean同志做的实验的图

捕获6.png

个人认为基本符合推算的数据吧。

一个在群里讨论了接近一个晚上的问题,貌似解决了,按个人的理解整合下,发出来。有错误请指正。

[修改于 2年11个月前 - 2022/04/26 14:40:27]

来自:仪器与装备 / 仪器仪表电子信息 / 电子技术
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