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閱讀：3發(fā)布時(shí)間：2025-3-30
脈沖信號(hào)考慮到具有很多諧波頻率分量，為了信號(hào)保真度，其對(duì)數(shù)字示波器的帶寬提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)要求。脈沖信號(hào)又分為基帶脈沖信號(hào)和射頻脈沖信號(hào)，本篇文章將從這兩個(gè)方面著手定性的分析脈沖信號(hào)測(cè)試對(duì)數(shù)字示波器帶寬的標(biāo)準(zhǔn)要求。
1.基帶脈沖信號(hào)測(cè)試：針對(duì)于這類信號(hào)，有一個(gè)參數(shù)對(duì)數(shù)字示波器的帶寬標(biāo)準(zhǔn)要求，那就是上升/下降時(shí)間。倘若比較關(guān)注上升/下降時(shí)間的測(cè)試精度，則數(shù)字示波器本身的上升時(shí)間一定要盡量小，這就標(biāo)準(zhǔn)要求帶寬足夠大，具體選擇方法可參考文章"為什么數(shù)字示波器上升時(shí)間Tr=0.35/BW“。
如果不標(biāo)準(zhǔn)要求準(zhǔn)確測(cè)試上升/下降時(shí)間，而關(guān)注更多的是脈寬、周期、幅度等參數(shù)，則應(yīng)該如何選擇示波器帶寬呢？
這就需要了解基帶脈沖信號(hào)的頻譜了，假設(shè)圖1所示基帶脈沖的脈寬為PW，周期為PRI，則相鄰譜線間距為1/PRI。為方便起見，圖2所示的頻譜示意圖只包含了主瓣和一旁瓣，理論上講，脈沖的頻譜包含無數(shù)多個(gè)旁瓣，只是越遠(yuǎn)離主瓣，旁瓣的幅度越小。
從數(shù)字示波器的角度講，倘若要得到良好的觀測(cè)效果，自然帶寬越大越好，這樣脈沖有更多的旁瓣會(huì)被采集，波形保真度會(huì)更好。倘若數(shù)字示波器的帶寬不夠，那么高頻諧波分量就會(huì)被抑制掉，從波形上看，快沿變緩了。舉一個(gè)的例子，倘若數(shù)字示波器的帶寬只允許基波通過，則看到的波形就是一個(gè)正弦波。
針對(duì)于基帶脈沖信號(hào)的頻譜，脈寬PW決定了一零點(diǎn)帶寬，脈沖的大部分功率都集中在了一零點(diǎn)帶寬以內(nèi)。自然，脈沖信號(hào)的頻譜服從Sa(f)函數(shù)分布，一旁瓣也攜帶較多的功率，距離主瓣越遠(yuǎn)的旁瓣，攜帶的功率越少。
強(qiáng)烈推薦的數(shù)字示波器帶寬至少要能夠包含第1旁瓣，才會(huì)得到比較好的測(cè)試效果。舉例：基帶脈沖寬度為1ns，則一零點(diǎn)帶寬為1GHz，倘若要覆蓋一旁瓣，則建議數(shù)字示波器的帶寬為2GHz或者更大。
2.射頻脈沖的測(cè)試：與基帶脈沖不同，射頻調(diào)制脈沖是指在脈內(nèi)引入了載波，圖3給出了的射頻脈沖。從本質(zhì)上講，這種射頻脈沖生成的過程就是基帶脈沖對(duì)載波調(diào)幅的過程，因此射頻脈沖的頻譜與基帶脈沖頻譜基本相同，只是前者將頻率搬移至載波[公式]處，如圖4所示。
針對(duì)于射頻脈沖信號(hào)的測(cè)試，如何考慮數(shù)字示波器的帶寬呢？類似地，倘若對(duì)上升沿/下降沿測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)要求不高，則強(qiáng)烈推薦的數(shù)字示波器的帶寬應(yīng)在原來的基礎(chǔ)上再加上[公式]。舉例：射頻脈沖載波頻率為1GHz，脈寬為1ns，則強(qiáng)烈推薦的示波器帶寬不應(yīng)低于3GHz。
綜上所述考慮的是簡(jiǎn)單射頻脈沖的情況，對(duì)于采用復(fù)雜調(diào)制的射頻脈沖信號(hào)又該如何選擇帶寬呢？
以應(yīng)用較多的線性調(diào)頻脈沖(chirppulse)為例，其頻譜不再服從Sa(f)分布，而是類似于帶通濾波器的幅頻響應(yīng)，并沒有較高幅度的旁瓣，如圖5所示，這是使用泰克示波器MSO64的SpectrumView頻譜分析模式實(shí)測(cè)的chirppulse波形和頻譜。Chirppulse信號(hào)具有一定的調(diào)制帶寬BW，測(cè)試這類信號(hào)時(shí)，推薦的示波器帶寬不能小于：fc+BW/2。
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