教育装备采购网
2026基本功大赛 校体购2

上升时间的测量三要素

教育装备采购网 2026-06-29 08:56 围观873次

上升时间的测量三要素

  在精确的时域测量中,上升时间是一个关键参数,尤其对于高速数字信号而言。然而,在示波器上观察到的上升时间并非信号本身的真实上升时间,而是信号源上升时间(被测信号)、探头带宽和示波器带宽这三个要素共同作用的综合结果。理解这三者之间的关系,是进行精确测量的基础。

  1、信号源上升时间

  在典型的测量系统中,上升时间是指信号从阶跃幅值的 10%上升到 90%所需的时间。对于一个单极点的理想系统,上升时间与带宽的乘积是一个常数:

上升时间的测量三要素

  ‌

  这个公式是理解三要素相互作用的基石。例如,一个带宽为100MHz的探头,其自身的上升时间理论值约为3.5ns。

  当信号源、探头和示波器联成一个完整的测量通道时,我们在屏幕上看到的上升时间(即总上升时间)并非三者简单的代数和。在高斯响应系统中,它们遵循方均根RMS的合成:

上升时间的测量三要素

  在于理解这数学模型时,更在于遵循“系统带宽为信号3-5倍”的工程准则,才能确保测量结果反映的是信号的本来面目,而非测试系统本身的局限。

  2、示波器带宽

  无论是模拟电路还是数字电路,示波器都需要具有足够的带宽以如实地再现信号。对于模拟信号测量,待测信号的最高频率将决定示波器的带宽。对于数字信号测量,通常是上升时间决定所需要的示波器带宽。本次检测的脉冲信号板-0.4Vpp@Trise=100ps,且仅用同轴线连接信号源与示波器,根据上述公式:

上升时间的测量三要素

  实践:带宽500M和带宽350M两台的示波器检测脉冲信号板,下图所示检测上升时间波形图:左图为500M,右图为350M

上升时间的测量三要素

  分析:两台示波器都设置了50ohm输入阻抗,达到了阻抗匹配。则500M示波器的测试结果0.61ns,350M示波器的测试结果0.723ns。测试结果比理论计算值还要小,只说明示波器带宽不止500M和350M,已经达到最大带宽输出。

上升时间的测量三要素

  3、探头带宽

  仅用示波器检测信号源,测试出来的结果接近示波器带宽最大输出。若再加入探头,三者联成测试系统,对应的总上升时间是多少呢?

  使用350M示波器,分别搭配350MHz光隔离探头和150MHz光隔离探头,脉冲信号板-0.4Vpp@Trise=100ps。根据公式计算:

上升时间的测量三要素

  实践:左图为350MHz光隔离探头,右图为150MHz光隔离探头

上升时间的测量三要素

  分析:实际350M光隔离探头的测试结果1.89ns,150M光隔离探头的测试结果2.67ns,若将考虑示波器和探头带宽误差考虑进去,则测试数据是接近理论计算。

  为了确保测量精度,必须根据被测信号的特性来合理搭配探头和示波器。如果测量系统的上升时间不够快,测得的上升时间将主要反映系统本身的特性,而非信号的真实情况。

上升时间的测量三要素

点击进入Pintech品致-广州德肯电子股份有限公司展台查看更多 来源:教育装备采购网 作者:Pintech品致 责任编辑:张肖 我要投稿
校体购终极页

相关阅读

  • 示波器垂直分辨率与档位设置关系

    示波器垂直分辨率与档位设置关系
    教育装备采购网06-29
    在实际波形测量过程中,选用不同的垂直档位,往往会测得不同的波形峰值;若选用量程过大的垂直档位,还会出现明显的电压测量偏差,核心原因是示波器在...
  • 精密测量仪器中电源纹波对信号的影响分析与抑制策略

    精密测量仪器中电源纹波对信号的影响分析与抑制策略
    教育装备采购网05-14
    电源纹波通常指叠加在直流输出上的周期性交流分量,以及随机的宽带噪声。本文将深入探讨电源纹波如何通过传导、辐射及PSRR(电源抑制比)有限等路径,...
  • PMOS管在关闭状态下Vgs和Vds过压损坏分析

    PMOS管在关闭状态下Vgs和Vds过压损坏分析
    教育装备采购网05-07
    PMOS通常用在高端开关、源极接电源、栅极驱动电压相对源极为负,且工作在关闭状态下电压应力最大,容易导致Vgs过压(栅源击穿)、Vds(漏源击穿)。以...
  • 高压探头零点偏移的现象分析

    高压探头零点偏移的现象分析
    教育装备采购网03-16
    在高压直流纹波测量等场景中,常遇到这样的现象:使用同一高压探头搭配不同示波器或仅是不同通道下测交流耦合时,屏幕显示的基线零点位置出现明显差异...
  • 示波器探头的负载效应介绍

    示波器探头的负载效应介绍
    教育装备采购网03-12
    示波器因为有探头的存在而扩展了示波器的应用范围,使得示波器可以在线测试和分析被测电子电路。而探头的选择和使用需要考虑探头接入被测电路后,成为...
  • 如何选择一个合适的高阶低通滤波器

    如何选择一个合适的高阶低通滤波器
    教育装备采购网01-04
    高阶低通滤波器是一种通过组合多个二阶滤波器级来实现的滤波器,用于抑制高频信号并保留低频信号。从信号处理的角度来看,世界上所有的信号都可以被理...
  • 提高信噪比的操作

    提高信噪比的操作
    教育装备采购网12-25
    信噪比定义信噪比SNR是衡量信号质量的一个重要指标,是指有用信号功率与噪声功率的比值。信噪比越高,说明信号质量越好,波形在示波器上显示的效果会更...
  • 认识探头的延时

    认识探头的延时
    教育装备采购网08-27
    探头的延时是指信号从被测点传输到示波器输入端的时间间隔,即信号经过探头的探针、传输电缆、内部电路等路径后,到达示波器采样系统的总时间延迟,(...

版权与免责声明:

① 凡本网注明"来源:教育装备采购网"的所有作品,版权均属于教育装备采购网,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用。已获本网授权的作品,应在授权范围内使用,并注明"来源:教育装备采购网"。违者本网将追究相关法律责任。

② 本网凡注明"来源:XXX(非本网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责,且不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如其他媒体、网站或个人从本网下载使用,必须保留本网注明的"稿件来源",并自负版权等法律责任。

③ 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起两周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。

校体购产品