关于数字示波器的带宽问题的讨论

s3c44b0

一般认为模拟示波器的带宽是-3db点范围内的部分。超过部分不可靠。
一般认为还原一个方波信号，需要9倍以上的频率带宽才可以，少于这个值，方波失真严重，就是说，20M的模拟示波器可以观察2M的方波，可以观察20m的正弦波。
但是数字示波器的成像是基于采样的波形重建的原理。一般认为在一个周期内采样点数在5-10个才能很好再现波形，少于这个值波形失真严重。比如用较少的点描正弦波，会看上去很扭曲。但是这样的示波器对任何波形都是平等的，一个200M采样频率的示波器，对方波的再现能力和对正弦波的再现能力是一样的，都是20M-40M（5-10个点一个周期）。

所以模拟示波器一般标带宽，数字示波器标采样频率。
问题是数字示波器同时标注的带宽的意义是什么？
有的资料称之为数字示波器的模拟部分的带宽，如果是这样，那么一个采样频率200M，模拟带宽是20-30M的数字示波器，观察方波的上限还是2M。这样数字示波器的带宽优势并不明显。

我更倾向于数字示波器的模拟带宽是采样频率/5-10,事实上大多数示波器标注的采样频率和带宽之间也是这个关系。比如泰克的4000型，2G采样频率，300M带宽。我实际测试的测量现象也是如此。但是，从来没有发现任何资料有这个说法。

特此请教各位达人，最好有比较的明确的理论依据或者有示波器专业成产人员解惑。

ssaweee

那个什么什么采样定理

采样频率100MHz，其能够采到最大频率小于50M，
模拟输入要进行低通滤波否则大于50兆的会产生混叠，相当于是混频

s3c44b0

采样定理适用于通信，在测量中会导致波形失真，一般是5--10倍采样。

ssaweee

回复【2楼】s3c44b0  
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都适用的，

从频谱上看，方波就是多次谐波的合成，你的示波器看到的方波的谐波级数越多方波的失真率越小。

eggcar

Nyquist采样定理不仅适用于通信，同样适用于测量，但是Nyquist定理只是给出了理想情况下的不失真条件，实际情况下考虑到滤波器的非理想特性，要增加更多的采样点才能不失真恢复信号。数字示波器的带宽就是指的模拟通道的-3db带宽。模拟示波器的带宽更多的受到了显像管速度的限制，高频测量难以跟数字示波器相媲美。

s3c44b0

对于方波来说，采样定理的两倍是指基频的两倍还是哪个频率的两倍，如果用2背频率采样采到的是三角波。

eggcar

回复【5楼】s3c44b0
对于方波来说，采样定理的两倍是指基频的两倍还是哪个频率的两倍，如果用2背频率采样采到的是三角波。
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你还是对采样定理不理解。画下频谱图，很简单的问题，二倍频指的不是基频而是带宽，更狭义一点的采样定理指的是最高频率的二倍频。

s3c44b0

回复【6楼】eggcar 八号机
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对于方波这样的信号，什么是最高频率？

实际使用示波器，如果是2g采样频率，200M带宽的示波器，能不能观察200M的方波？

morion

回复【7楼】s3c44b0
回复【6楼】eggcar 八号机
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对于方波这样的信号，什么是最高频率？
实际使用示波器，如果是2g采样频率，200m带宽的示波器，能不能观察200m的方波？
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实际方波的上升沿和下降沿不是理想的直线，有一个斜率吧 然后这个斜率可以展开成一系列的正弦波的组合
200m带宽示波器看200m方波，我估计测幅度已经不准了。然后也看不到上升沿和下降沿的毛刺

我是半路出家的，说的不对欢迎指正

ssaweee

回复【7楼】s3c44b0  
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方波没最高频率，200M方波用200m带宽的示波器看就基本上是正弦波了吧，而且峰值可能不到原信号的-3dB

方波的傅立叶变换就是很多频率正弦波的复合，频率越高的占得越少。

带宽只有两百M，采样率只是提高带宽内采样到的信号的分辨率。

eggcar

回复【7楼】s3c44b0
回复【6楼】eggcar 八号机
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对于方波这样的信号，什么是最高频率？
实际使用示波器，如果是2g采样频率，200m带宽的示波器，能不能观察200m的方波？
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Sa函数的图像是无限宽的，但是功率相对集中于前三个过零点中，最高频率取决于你要求的谐波失真程度。不管模拟还是数字，示波器的带宽的含义是一样的，200M的带宽看不到一个像样的方波了。