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示波器测量上升时间的动态误差评估


维普资讯 http://www.cqvip.com ? 7   4? 计量 与质 量 专题 学 术 交流会 论 文专辑   20 07年 第 2 7卷增 刊  示 波 器 测 量 上 升 时 间 的 动 态 误 差评 估  杜 亮  ( 中国一航空空导弹研究院 计量测试 中心 ,河南 洛 阳 4 10 ) 70 9  摘  要 :就 使 用 示 波 器 进 行 上 升

时 间 测 量 时 ,选 用 不 同 的 带 宽 、 采 用 率 、 采 样 方 式 、 拟 合 方 式 及 打 开 通 道 数  目的 不 同对 测 量 结 果 所 产 生 的 动 态 误 差 进 行 了评 估 , 最 后 说 明 了 探 头 、 反 射 、 非 线 性 对 测 试 结 果 的 影 响 。   关 键 词 :上 升 时 间 ; 带 宽 ; 采 样 率 ;采 样 方 式 ; 拟 合 方 式  O 前 言    在许多测试过程 中,   信号 的上升 时间是一项  基础工作。系统识别 和放大器 的大信号 特征分析 即是  典型的例子 ,当示波器 的测试 动态 范围 比测 试 的信号  动 态 范 围宽 时 ,上 升 时 间 的 测 量 就 变 得 简 单 明 了 。然  尽管 ( )式仅仅对一阶低通滤波器有效 ,但我们  3 将在下面对很多实际系统用略微不 同的常数来说 明函  数关 系式 ( ) 的有 效 性 。 3   对 于具 有 单 极 滤 波 器 的数 字 示 波 器 , 一3 B带 宽  d ( H 以 z表 示 ) 与 1% 一9 % 上 升 时 间关 系 的常 数 是  0 0 0 3 ( 确是 0 390 。 当带 宽 相 对 较 低 并 且 大 多 数  .5 精 .47 ) 数字 示波 器 使 用 简 单 的单 极 滤 波 器 时 ,用 此 公 式 表 示  而,假如示波器 对测量结果 的影响不能忽略 时,就必  须评 定 其 误 差 。在 实 际测 试 过 程 中 ,许 多工 程 师 为 了  减小示波器的动态特性对测量信 号的影响 ,首先考虑  的是示波器 的带 宽 ,其次是 测试 过程所 带来 的误差 ,   如 :探头 、反 射 、非 线性 对 测试 结果 的影 响 。   数字示波 器带宽 与其上升 时间 的关系是 比较合适 的;   但是 ,随着 电子 电路 的带宽 的提高 ,仅靠简单 的单极  滤波器是远远不能满足通带 的要求 的。数字示波器设  计师使用不同类型的滤波器来扩展他们的仪器 的通带 ,   表 1 出 了若 干 不 同滤 波 器 类 型 的某 些 常 数 ,从 表 1 列   中可 以看 出与 0 3 验法 则 有某 些大 的差 异 。 .5经   表 1 几 种 不 同的滤 波 器和他 们 的上 升 时 间     与 带宽 的乘 积  滤波器类 型  Ga sa   us in 1 根据 示波器的带 宽来评 定其动 态特性  根据示波器 的带 宽来评定其动态特性 ,这个 经验  准则 被众 多技 术 人 员 所 采 用 。 我们 经 常 使 用 这 种 经 验  准则 ,但对它的有效性没有做进一 步的调研 ,而且 隐  含 的假设条件 与实 际情况不符 ,并 且基本上是相互矛  盾 的 。基 于此 ,使 用 近 似 准 则 对 上 升 时 间 的 测 量 就 无  法 提供 有充 分 根据 的误 差 范 围 。   从 计量 学 的角度 看 ,上 升 时 间通 常 从 1% 到 9 %  0

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