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計量論壇

標題: 示波器上升時間計算 [打印本頁]

作者: jones.tang 時間: 2009-7-1 08:21
標題: 示波器上升時間計算
示波器上升時間 t rise = 0.35/Band width(c示波器帶寬），查不全面的介紹講義說比1 GHz 高的示波器則這個公式不適應，請問有具體不同之計算方式是怎樣的？謝謝您！而且我們用WAVETEK 9100的Trise 校準功能想驗證上升時間，但和理論計算值有差異？技巧在哪里？請經驗同事專家指點，Thank you in advance!!

作者: scvlhc 時間: 2009-7-1 21:05
9100自己也有上升時間（沒有理想的階躍信號）
所以結果是兩個上升時間的方根合成

作者: jones.tang 時間: 2009-7-2 08:11
9100既然是作為標準源輸出，如果還要綜合它的分量來合成計算，那豈不失去其標準含義了，請指點，實際操作中你們是如何進行的？謝謝!

作者: jinyong 時間: 2009-7-13 15:29
高帶寬的示波器用這個方法是不合適的

作者: chenyisheng 時間: 2009-7-16 10:25
樓上說的是對的。高帶寬的話只能說是近似。規程是對500M以下的。

作者: Frings 時間: 2009-7-17 22:42
大約是0.4/Band width(c示波器帶寬）

作者: 黎明 時間: 2009-7-19 15:05
上升時間（tr）=0.35/f(-3dB)

作者: vvipi_new 時間: 2009-7-22 18:32
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作者: dalianfeiji 時間: 2009-8-8 15:50
示波器上升時間 t rise = 0.35/Band 是理論公式。實際檢定結果數值應小于或等于該值。當然，做帶寬檢定時各頻點帶寬并不完全相同，其tr值也就對應不同了。但是計算結果還是服從tr公式的。

作者: xiangjun 時間: 2009-9-16 15:11
引用一篇文章，希望對大家有幫助：
所有的科學測試設備都有它的局限性，當我們使用示波器來測量數字信號時，我們也應了解示波器的局限性，這樣我們才有可能對測試的結果進行合理的分析。
現在我們先講述幾個基本的概念名詞，以方便對本文的閱讀：
上升/下降時間（Rise/Fall Time）：信號從低電平跳變為高電平所需要的時間，通常是量度上升/下降沿在10%-90%電壓幅值之間的持續時間，記為Tr或T10－90。

2.1 上升的時間和示波器探頭的帶寬
一般示波器系統的三個基本的制約因數為：靈敏度不足、允許輸入電壓的范圍不夠和帶寬的限制。對我們而言最嚴重的限制應該是帶寬不夠。
在信號處理的過程中，低帶寬的探頭將濾除被測信號的高頻分量。
從示波器上觀察上升沿信號，其顯示出的上升沿的時間示波器系統的組合上升時間，其值是示波器各個器件引起的上升時間平方和的方根值。可以使用下面的表達式來表示：
Trise composite＝（T12+ T22+…+ TN2）1／2
舉個例子，最簡單的情況下，示波器系統有輸入信號、探頭、垂直放大器組成，如下圖所示：輸入信號的上升時間為t1，經過示波器探頭后其上升時間變為（t12+t22）1/2，再經過垂直放大器后其上升時間變為（t12+t22+t32）1/2。其中，t2和t3是由探頭和垂直放大器引入的，當然實際的情況比這個還要復雜，后面還會講到。

那示波器探頭和其他的示波器配件到底能引起多大的上升沿的時間變化呢？這就和示波器和探頭的帶寬息息相關了。一般的情況下，示波器探頭的產家給出3db帶寬的指標或者RMS帶寬的指標，這些指標決定了示波器在測量時所引入的上升沿的時間誤差。其關系如下：
T10－90＝0.338／F3db。
T10－90＝0.361／FRMS。
舉一個例子：
比如我們現在使用的示波器TDS3052，其使用的示波器探頭是P6139A，其帶寬都是500Mhz。如果使用它來測量一個上升沿為2ns的上升沿的信號，它實測結果將是：
Tr scope＝0.338／500Mhz＝0.676ns
Tr probe＝0.338／500Mhz＝0.676ns

作者: xiangjun 時間: 2009-9-16 15:12
Tr signal＝2ns
那么示波器顯示的結果將是：
Tdisplayed＝（0.6762+0.6762+22）＝2.217ns

同樣，如果我們使用另外一臺示波器TDS380，帶寬為400Mhz，其使用的示波器探頭的是P6111B，帶寬為200Mhz。測試一個上升沿為2ns的信號，它的實測結果將是：
Tr scope＝0.338／400Mhz＝0.845ns
Tr probe＝0.338／200Mhz＝1.69ns
Tr signal＝2ns
那么示波器顯示的結果將是：
Tdisplayed＝（0.8452+1.692+22）1/2＝2.751ns

從上面的例子可以看出示波器和探頭的帶寬對信號上升沿和下降沿的有巨大的影響。如果信號的上升沿和下降沿很陡，就算是信號的數據率比較低那怕是1hz，示波器也無法如實反應它。也建議大家在測試邊沿比較陡的信號是請使用TDS3052示波器。
對于TDS380這樣的示波器，如果我們想準確的知道信號的10%-90%的上升時間，就必須通過推算的方法得到。比如如果示波器顯示波形的上升沿是2.2ns，那么他的實際上升沿時間是：Tactual＝（2.22－1.692－0.8452）1/2＝1.127ns
當然上面都是理論的計算，實際測試是情況將會更糟。因為上面僅僅考慮的帶寬對測試的影響。那還有那些因素對測量會造成影響呢？請繼續往下看。
下面隨便介紹一下，幾種濾波器的上升沿時間的計算公式：
LR低通濾波器：T10－90＝2.2L／R。
RC低通濾波器：T10－90＝2.2RC。
雙極性RLC濾波器：T10－90＝3.4（LC）1／2。

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