¿Cuál es el ancho de banda y la frecuencia de muestreo de un osciloscopio?
¿Qué es el ancho de banda? En términos generales, el ancho de banda de un osciloscopio se define como la amplitud máxima de la señal de entrada que atenúa la señal de entrada en 3 dB.
¿Qué es la frecuencia de muestreo? Cuántos puntos se pueden adquirir por segundo. Cuanto más rápida sea la velocidad, menor será el error; generalmente la frecuencia de muestreo debe ser 4 veces el ancho de banda del osciloscopio (el tipo de amplificador es de respuesta gaussiana).
Para los osciloscopios digitales hay al menos dos partes: el canal Y de la señal bajo prueba y la parte de muestreo.
El canal Y sirve para amplificar (o atenuar) la señal bajo prueba y el ancho de banda es para el canal Y. Si el canal Y puede amplificar todas las señales sinusoidales en el rango de 0 a 10 MHz de manera uniforme y sin distorsión, su ancho de banda es de 10 MHz. Dado que las formas de onda complejas consisten en señales sinusoidales con varios armónicos, y estos armónicos constituyen un ancho de banda potencialmente muy amplio, cuanto mayor sea el ancho de banda de su canal Y, mejor, para garantizar una verdadera amplificación de señales complejas.
No basta con tener un canal Y con suficiente ancho de banda. Para capturar la forma de onda, debes muestrear la señal amplificada por el canal Y. La velocidad de este muestreo es la tasa de muestreo. Cuanto más rápida sea la frecuencia de muestreo, más puntos por unidad de tiempo se capturarán en la forma de onda compleja y el conjunto final de la forma de onda se mostrará más cerca de la señal compleja real.
Por lo tanto, aunque el ancho de banda y la velocidad de muestreo son dos parámetros diferentes, ambos son muy importantes para la verdadera restauración de la forma de onda medida.
¿Por qué cuanto mayor es el ancho de banda, menos distorsionada es la señal?
Las señales complejas se pueden descomponer en innumerables armónicos sinusoidales de alta frecuencia, y estos armónicos de alta frecuencia constituyen los detalles de la señal original. Si su ancho de banda no es lo suficientemente amplio (principalmente porque el extremo alto no es lo suficientemente alto), las señales armónicas más altas no pueden amplificarse ni transmitirse de manera efectiva (quedan bloqueadas o atenuadas). Como resultado, la señal que reciba al final del canal Y se distorsionará (perderá el detalle de la señal compleja).
Por lo tanto, es importante aumentar el ancho de banda del canal Y tanto como sea posible para restaurar los detalles de la señal (sin distorsión).
El ancho de banda es para reflejar la frecuencia de la señal a través de la capacidad, cuanto mayor sea el ancho de banda, la señal en los diversos componentes de frecuencia (especialmente los componentes de alta frecuencia) se puede amplificar y mostrar de manera precisa y eficiente, también es más precisa, si el ancho de banda no es suficiente. , se perderán muchos componentes de alta frecuencia y la señal, naturalmente, se mostrará inexacta, lo que generará un gran error. La frecuencia de muestreo es la conversión analógica a digital de la frecuencia de conversión de la señal (es decir, el número de adquisiciones por segundo). Cuanto mayor es la frecuencia, mayor es la adquisición de la señal por unidad de tiempo y más se retiene la señal en el información de la señal, cuanta más información se pierda, menos información, la conversión de cantidades digitales podrá reflejar con precisión el valor de la señal, y luego mediante la pantalla LCD podrá mostrar una visualización más precisa y completa de la forma de onda de la señal Cuantos más puntos de muestreo y más puntos de visualización, más claro será. Cuantos más puntos de muestreo, más puntos se mostrarán y más claro será.
En pocas palabras, el ancho de banda refleja el rango de frecuencia de la señal que se puede mostrar, mientras que la frecuencia de muestreo refleja los detalles de la forma de onda de la señal.
¿Por qué cuanto mayor es el ancho de banda, con mayor precisión y eficiencia se pueden amplificar y mostrar los diversos componentes de frecuencia (especialmente los componentes de alta frecuencia) en la señal?
Por ejemplo, si el ancho de banda de un amplificador de audio es relativamente pequeño, como el ancho de banda de 50 Hz ~ 15 KHz, entonces las señales superiores a 15 KHz no se pueden amplificar de manera efectiva, la salida será muy pequeña o incluso nula, y no podrá escuchar el sonido por encima de 15 KHz. Si el ancho de banda del amplificador es más amplio, como 10 Hz ~ 20 KHz, entonces todo el audio se puede amplificar y emitir, puede emitir el sonido de audio completo. Los osciloscopios muestran lo mismo.
