下面我們將用幾個(gè)帶寬不同的示波器對與該例中的信號具備類似特性的一個(gè)數(shù)字時(shí)鐘信號進(jìn)行測量。

　　不同帶寬示波器對同一數(shù)字時(shí)鐘信號的測量比較

　　圖3給出了利用Agilent 公司帶寬為100MHz的示波器 MSO6014A測量一個(gè)邊沿速度為500ps（從10%到90%）的100MHz數(shù)字時(shí)鐘信號得到的波形結(jié)果。

　　圖3

　　從圖中可以看出，該示波器主要只通過了該時(shí)鐘信號的100MHz基本頻率成分，因此，時(shí)鐘信號顯示出來大約是正弦波的形狀。帶寬為100MHz的示波器對許多時(shí)鐘速率在10MHz 到 20MHz 范圍的基于MCU的8bit設(shè)計(jì)而言可能非常合適，但對于這里測量的100MHz的時(shí)鐘信號就明顯不夠了。 圖4給出了利用Agilent公司500MHz帶寬的示波器MSO6054A測量同一信號的結(jié)果。

　　圖4

　　從圖中可以看出，該示波器最高能捕捉到信號的5次諧波，這恰好滿足了我們在前面給出的第一個(gè)經(jīng)驗(yàn)建議。但在我們測量上升時(shí)間時(shí)發(fā)現(xiàn)，用這臺示波器測量得到的上升時(shí)間約為750ps。在這種情況下，示波器對信號上升時(shí)間的測量就不是非常準(zhǔn)確，它得到的測量結(jié)果實(shí)際上很接近它自己的上升時(shí)間（700ps），而不是輸入信號的上升時(shí)間（接近500ps）。這說明，如果時(shí)序測量比較重要，那么我們就需要用更高帶寬的示波器才能滿足這一數(shù)字測量應(yīng)用的要求。

　　換用Agilent1-GHz帶寬的示波器MSO6104A之后，我們得到的信號圖像（見圖5）就更準(zhǔn)確了。

　　圖5

　　在示波器中選擇上升時(shí)間測量后，我們得到的測量結(jié)果約為550ps。這一測量結(jié)果的精度約為10%，已經(jīng)非常讓人滿意，尤其在需要考慮示波器資金投入的情況下。但有時(shí)，即便是1GHz帶寬示波器得到的這種測量結(jié)果也可能被認(rèn)為精度不夠。如果我們要求對這個(gè)邊沿速度在500ps的信號達(dá)到3%的邊沿速度測量精度，那么我們就需要2 GHz或更高帶寬的示波器，這一點(diǎn)我們在前面的例子中已經(jīng)提到。

　　換用2GHz帶寬的示波器之后，我們現(xiàn)在看到的（見圖6）就是比較精確的時(shí)鐘信號，上升時(shí)間測量結(jié)果約為495ps。

　　圖6

　　安捷倫Infiniium系列高帶寬示波器有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，那就是帶寬可以升級。如果2 GHz帶寬對今天的應(yīng)用已經(jīng)足夠，那么您開始可以只購買入門級的2-GHz示波器，以后當(dāng)您需要更高的帶寬時(shí)，再將其逐步升級到13 GHz。

 模擬應(yīng)用需要的示波器帶寬

　　多年之前，大多數(shù)示波器廠商就建議用戶在選擇示波器時(shí)，帶寬至少應(yīng)比最大信號頻率高3倍。盡管這一“3X”準(zhǔn)則并不適用于以時(shí)鐘速率為基礎(chǔ)的數(shù)字應(yīng)用，但它卻仍然適用于已調(diào)RF信號測量等模擬應(yīng)用。為了便于讀者理解這一三倍乘子的來歷，我們來看一個(gè)1GHz帶寬示波器的真正頻率響應(yīng)。

　　圖7所示為對Agilent1-GHz帶寬示波器MSO6104A的掃頻響應(yīng)測試（掃頻范圍20 MHz到 2 GHz）。

　　圖7

　　從圖中可以看出，恰好在1 GHz處，輸入信號衰減約為1.7 dB，這還遠(yuǎn)未超出定義示波器帶寬的-3 dB限。然而，要想精確測量模擬信號，我們只能利用示波器帶寬中衰減最小的相對平坦的那部分頻帶。對該示波器而言，在其1 GHz帶寬的大約三分之一處，輸入信號基本沒有衰減（衰減為0dB）。但并非所有示波器都具備這樣的頻響。

　　圖8所示的是對另一廠商的1.5-GHz帶寬示波器進(jìn)行掃頻響應(yīng)測試的結(jié)果。

　　圖8

　　這正是一個(gè)遠(yuǎn)非平坦頻響的例子。該示波器的頻響既不是高斯頻響也不是最大平坦頻響，反而更像“最大起伏”頻響，而且尖峰現(xiàn)象很嚴(yán)重，這會(huì)導(dǎo)致波形嚴(yán)重失真，不論測量的是模擬信號還是數(shù)字信號。不幸的是，示波器的帶寬規(guī)范（即輸入信號衰減為3dB的頻率）中對在其他頻率上的信號衰減或放大沒有任何規(guī)定。在這臺示波器上，即便是在示波器帶寬的五分之一處，信號也有大約1dB（10%）的衰減。因此，在這種情況下再根據(jù)3X準(zhǔn)則選擇示波器就很不明智了。所以，在挑選示波器時(shí)，最好是選擇著名廠商的產(chǎn)品，而且要密切注意示波器頻響的相對平坦度。 本文小結(jié)

　　總的來說，對數(shù)字應(yīng)用而言，示波器帶寬至少應(yīng)比被測設(shè)計(jì)的最快時(shí)鐘速率快5倍。但在需要精確測量信號的邊沿速度時(shí)，則要根據(jù)信號的最大實(shí)際頻率成分來決定示波器帶寬。

　　對模擬應(yīng)用而言，示波器帶寬至少應(yīng)比被測設(shè)計(jì)中的模擬信號最高頻率高3倍，但這一經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則只適用于那些在低頻段上頻響相對平坦的示波器。

　　而且我們選擇示波器時(shí)也不能只顧眼前，不管將來。只要預(yù)算允許，在今天購買稍優(yōu)于應(yīng)用最低要求的示波器可能會(huì)在將來為您節(jié)約不少投資。