用示波器观测脉冲波形参数

出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《计量专业工程师手册》第401页（2033字）

脉冲的波形参数包括上升时间、上冲、下垂等。用示波器观测信号波形，对正弦波形，只要选用频带比被观测波形的频率高的示波器就可以了；但对脉冲波形，必须注意下列要求。

1．对示波器频带宽度的要求

(1)频带宽度与上升时间的关系

一个四端网络的频带宽度f_－3dB与系统的建立时间t_r之间的关系为：

式中 t_r——上升时间(s)；f_－3dB——频带宽度(Hz)；k——与网络传递函数特性有关的系数。对单级RC网络，k=0．35；对高斯函数型网络，k=0．339；一般k取0．35。例如，f_－3dB=350MHz的示波器具有1ns的上升时间。

因此，所用示波器的建立时间t_r应远小于被测脉冲的上升时间，即示波器的频带宽度要远大于被测脉冲的有效频谱宽度，才能得出正确的观测结果，否则要对测量结果加以修正。

(2)上升时间的修正

当用示波器测量脉冲上升时间时，由屏幕上读得的结果为t_ro，则被测脉冲的真实上升时间t_rp为：

式中 t_rs——示波器的建立时间，可由式(7．11－1)根据f_－3dB算出。

2．对示波器瞬态特性的要求

测试脉冲波形必须选用瞬态特性好的示波器，即在快阶跃脉冲激励下，示波器的输出波形只有上升时间稍许变慢，而过冲、阻尼振荡和下垂等波形失真应尽可能小。具有高斯函数形状的幅频特性的示波器，通常被认为是理想的瞬态响应特性。

应当指出，当所用示波器的建立时间比被测脉冲的上升时间快得愈多，即示波器的频带宽度比被测脉冲的有效频谱宽度大得愈多时，示波器的固有瞬态特性的影响就愈小。因此，即使示波器的瞬态响应不够理想，也可以用来测量上升时间相对来说较慢的脉冲波形。

3．对示波器相位失真的要求

示波器的相频特性的线性不好，即对所有频率分量不能准确地按其相互之间固有的相位关系进行传输，会造成被显示的被测脉冲波形的畸变。通常用群时延参数τ_g来描述相频特性：

无相位畸变的条件为对被测脉冲的各个谐波分量的群时延必须相等。

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