Pasmo przenoszenia (Bandwidth)

Pasmo przenoszenia oscyloskopu to kluczowy parametr określający maksymalną częstotliwość sygnału, który może być dokładnie analizowany. Oznacza to zakres częstotliwości, dla którego charakterystyka amplitudowa oscyloskopu pozostaje płaska, czyli nie zniekształca mierzonych sygnałów.

Pasmo przenoszenia w kontekście oscyloskopów cyfrowych odnosi się do częstotliwości, przy której amplituda mierzonego sygnału zostaje zmniejszona do wartości o 3 decybele (dB) poniżej poziomu sygnału przy niskich częstotliwościach, gdzie oscyloskop ma płaską charakterystykę amplitudową. Spadek o 3 dB odpowiada około 0,707 jego pierwotnej wartości, czyli sygnał jest tłumiony do około 70,7% swojej maksymalnej amplitudy. 

W praktyce, jeśli użyjemy oscyloskopu o pasmie przenoszenia 100 MHz (-3 dB), oznacza to, że dla sygnału o częstotliwości 100 MHz, amplituda wyświetlana na oscyloskopie będzie o 30% niższa niż rzeczywista. Mówi to nam, że oscyloskop nie zniekształca sygnału w sposób znaczący aż do osiągnięcia tej częstotliwości granicznej. Dla sygnałów o częstotliwościach wyższych niż wartość graniczna pasma, amplituda będzie szybko spadać, co może prowadzić do znaczących błędów pomiarowych. 

Im wyższe pasmo przenoszenia, tym szybsze sygnały oscyloskop jest w stanie obserwować bez znaczącego spadku amplitudy. Na przykład, oscyloskop z pasmem 100 MHz jest w stanie poprawnie odtworzyć sygnał o częstotliwości do 100 MHz. Pasmo przenoszenia jest szczególnie ważne w aplikacjach, gdzie wymagana jest wysoka precyzja pomiaru szybkich sygnałów, jak w komunikacji cyfrowej czy przy pomiarach impulsów o krótkim czasie trwania. Zaniżenie pasma przenoszenia może skutkować niedokładnym przedstawieniem sygnałów o wyższej częstotliwości, przez co informacje o szybkich zmianach w sygnale mogą zostać utracone lub zniekształcone.

Załóżmy, że inżynier testuje układ elektroniczny, który generuje sygnał o częstotliwości 80 MHz. Aby dokładnie zmierzyć i zanalizować ten sygnał, będzie potrzebował oscyloskopu z odpowiednim pasmem przenoszenia.

Jeśli użyje oscyloskopu z pasmem przenoszenia wynoszącym 100 MHz, będzie mógł zobaczyć sygnał w sposób zbliżony do rzeczywistego, ponieważ pasmo przenoszenia oscyloskopu jest większe niż częstotliwość testowanego sygnału. Oscyloskop ten będzie w stanie wiernie przedstawić zarówno amplitudę, jak i kształt sygnału.

Jednak jeśli inżynier użyje oscyloskopu o pasmie przenoszenia 50 MHz, nie będzie mógł poprawnie zmierzyć sygnału 80 MHz. Sygnał ten zostanie "ścięty" przez ograniczenia pasma oscyloskopu, co oznacza, że wyższe częstotliwości składające się na sygnał nie zostaną poprawnie wyświetlone. W rezultacie, pomiar może pokazać niższą amplitudę i zniekształcony kształt sygnału, co może prowadzić do błędnych wniosków co do działania układu.

 Wracając do przykładu z układem generującym sygnał o częstotliwości 80 MHz, jeżeli oscyloskop ma pasmo (-3 dB) równe 100 MHz, użytkownik może być pewny, że do częstotliwości 80 MHz sygnał nie będzie tłumiony o więcej niż 3 dB. Zatem oscyloskop nadal będzie w stanie przedstawić rzeczywisty kształt i amplitudę sygnału z niewielkim spadkiem wartości. Jest to istotne w aplikacjach, gdzie precyzja pomiaru jest krytyczna, na przykład przy ocenie jakości sygnałów transmisyjnych czy przy testowaniu komponentów elektronicznych, które muszą spełniać określone standardy.

Oscyloskopy o wysokim pasmie przenoszenia są niezbędne w nowoczesnej elektronice, gdzie często pracuje się z szybkimi sygnałami cyfrowymi, takimi jak w systemach komunikacji bezprzewodowej, gdzie sygnały mogą mieć częstotliwości liczbowe w GHz. Przykładowo, dla sygnałów 5G ważne jest, aby oscyloskop miał wystarczające pasmo przenoszenia, aby móc dokładnie obserwować i analizować szybko zmieniające się sygnały.

do góry
Sklep jest w trybie podglądu
Pokaż pełną wersję strony
Sklep internetowy Shoper.pl