Question

示波器带宽是不是越高越好？

Answer 1

      “示波器的带宽当然是越高越好”。这句话从某种意义上是正确的：带宽越高，意味能够准确测量被测信号的带宽越高，价值越大，也越值钱。但是，从使用角度来说，带宽越高未必越好。 

1. 感兴趣的信号的上升时间是带宽选择的关键因素

        任何信号都可以分解成无数次谐波的叠加。从频域来理解，带宽选择的总原则是：带宽能覆盖被测信号各次谐波99.9%的能量就足够了。带宽难以选择的根源就在于：我们不能直观地知道被测信号能量的99.9%对应的带宽是多少。感兴趣的信号的能量主要取决于上升沿的快慢，上升沿越陡，信号包含的高次谐波含量越丰富，带宽就要越高。因此感兴趣的信号的上升时间是关键因素。

2. 带宽和示波器本身的上升时间之间的关系 

         示波器本身存在上升时间。示波器的上升时间可定义为示波器阶跃响应的时间，如图1所示，对于上升沿无限快的阶跃信号经过RC低通滤波器之后，其上升沿变缓。RC低通滤波器是示波器放大器的等效简化分析模型。从RC模型来理解，电容的存在必然导致上升沿变缓。

       示波器的上升时间和带宽存在反比的关系，上升时间和带宽的乘积是一个常数，使用RC电路模型可以推导出这个常数是0.35。 基于图1的模型可以推导出这个0.35常数。但因为示波器的真实的放大器并不会是简单的RC模型，而是更加复杂些，还取决于示波器幅频特性曲线的形状，特别是幅频特性曲线的下降部分“尾部”的滚降系数(Roll-Off Rate)。示波器本身的上升时间是通过计量得到的。

3. 带宽选择的N种说法

         业内一直流传着很多种带宽选择的说法，甚至在诸多文献中称之为法则（Rule of Thumb)。这里将流传的几种选择带宽的方法罗列出来。我们可以在“带宽能覆盖被测信号各次谐波的99.9%的能量就足够了”的总原则下判断对错即可。但是，实践中却很纠结。还是那句话，我们不能直观地知道被测信号能量的99.9%对应的带宽是多少，或者说，我们不能轻易确定被测信号的能量在多少次谐波之后被衰减到0.1%。

       流传最广的是3-5倍法则，即要求示波器的带宽是被测信号最高频率的3-5倍，就是说能覆盖被测信号的3次到5次谐波以上。这个法则在早期示波器培训的PPT文档中比比皆是，但笔者一直没有找到这个著名法则的原始出处。这个法则没有强调和说明被测信号的类型和上升时间，容易造成误导。假设测量的信号是正弦波，是否还需要3-5倍呢? 假设被测信号是上升沿特别快的差分时钟信号，3-5倍远远不够的。有些信号基频较低，却具有快速的上升时间！

    更快的上升时间会引入振铃现象，同时意味着更高的频率成分，信号的高次谐波分量所占能量比重更大。如图3所示，假设被测信号是左边灰色的波形，使用5倍带宽后，测量出来的信号失真，表现为上升沿变缓，过冲消失了，如图中的黑色线标识。

  

4. 带宽的选择并不是越高越好

       在不确定信号分解到第N次谐波的时候能量衰减到99.9%，在选择和使用示波器时可以留下足够的带宽裕量，但是带宽过高会造成一个严重问题是：引入的噪声能量超过了同等带宽范围内的信号自身的能量，也会导致测量结果不准确。这就是测量中反复要提及的信噪比（SNR）的问题。

         假如使用500MHz的示波器能覆盖被测信号99.9%的能量，测量精度可以达到5%以内，但是我们偏要使用1GHz的示波器，那么在500MHz-1GHz频率范围内引入的噪声能量远远大于500MHz-1GHz范围内覆盖的被测信号剩下的0.1%的能量。测量的结果在时域上就表现为波形上叠加了很多高频成分的随机噪声，影响到一些参数的测量结果。因此，反而用500MHz测量的结果更准确！！这也就是为什么在测量电源纹波的时候，我们要将带宽限制为20MHz。

         示波器本身和测量系统引入的噪声主要包括：示波器放大器和ADC的本底噪声（现在示波器的本底噪声大多数控制都差不多，电压档位一般都在1mv左右，貌似只有鼎阳科技的一些示波器能到500uV，底噪控制的不错），测量系统的地（一般是探头的接地）引入的地环路的传导噪声; 探头的地线和探头的各种配件组成的环路感应的空间辐射噪声。这三种噪声特别是后两种在缺少必要的抑制措施的情况下会成为测量中诸多问题的根源。

Answer 2

有时候带宽过高反而会不好。如果仪器的带宽过高，它可能会改变您的测量结果。高带宽示波器会拾取高频噪声。请使用尽可能低的带宽，同时保证有足够的带宽来准确捕获信号。如有必要，可以使用示波器的内置硬件或软件滤波器来限制带宽。

系统的 ENOB 很大程度上受噪声量的影响。噪声越多，ENOB 越低。

例如，图示出了在两个不同带宽下捕获的 20 MHz 信号。使用 100 MHz（下图）的合适带宽得到的是一个干净的信号。而使用 8 GHz 带宽捕获的信号（上图）具有更多噪声，导致信号更宽，峰值测量不准确。

这里的经验非常简单，但大多数人都不知道这一点：带宽越高， ENOB 越低。

Answer 3

①、示波器就是用示波管显示信号波形的设备，常用于检测电子设备中的各种信号波形。在电子设备中有很多用来产生、传输、存储或处理各种信号的电路，在检查河台试或维修这些设备时，往往需要检测电路的输入或输出信号波形，通过对信号波形的观测判断电路是否正常或通过观测波形将电路调整到最佳状态。示波器根据内部结构、使用领域或测量范围等来分类有很多种，此外还有一此用于特殊环境的示波
器。
②、按测量信号的频率范围分类：
按测量信号的频率可分为超低频示波器、普通示波器、高频示波器和超高频示波器。超低频示波器适合于测量超低频信号，普通示波器适合于测量20MHz以下的中、高频信号，高频示波器和超高频示波器适合于测量高频(100MHz以上，1000MHz以下)和超高频‘1000MH2以上)信
号。
③、按显示信号数分类：
按显示信号的数量来分有单踪示波器(只显示一个信号)和双踪示波器(可同时显示两个信号)，还有多踪示波器，可同时显示多个信号的波
形。仅供参考！

Answer 4

带宽越高，示波器的成本也越高，考虑到性价比，肯定也是够用就好。即使你说我就是不差钱，那也不一定是越高越好。越高的带宽，意味着示波器捕获高频信号的能力越强，但很多时候高频信号往往是干扰信号。不过可以使用示波器内置的滤波功能过滤高频信号，从这个角度讲，如果你不差钱，还真是越高越好。。。。可以看看这个关于示波器带宽的视频哦：

Answer 5

示波器的带宽不是越高越好首先要考虑被测信号的类型和我们期望的测量准确度，关键是上升时间和幅度测量的准确度。  对时钟和快沿信号而言：可以选择示波器的上升时间小于信号的上升时间1/3；对于串行信号来说，示波器带宽是波特率的1.8倍，这样可以覆盖信号能量的99%，当然，这是基于一个前提，被测信号的上升时间大于20%的UI。