示波器的作用是把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像,越优秀的示波器肯定越能还原信号真实的样子,我们肯定不希望看到的信号是被“美颜”过的。然而,在实际测量中,硬件电路中的噪声是无法避免的,有的时候噪声甚至比我们实际需要测量的信号还要大,这大大加大了我们测量和分析信号的障碍。因此,如何有效地去除噪声,尽量让示波器只显示我们需要观察和分析对信号就显得尤为重要。
带宽限制就是一个很好的办法。打开示波器的通道菜单,我们可以看到带宽这一栏,有“全”、“高通”、“低通”以及“20M”。其中的“20M”就是通过硬件进行带宽限制,使信号中高于20MHz频率的成分进行衰减。上图是一台300MHz带宽的示波器测量的信号,下图就是打开20M硬件带宽限制以后的波形。
可以看到打开20M带宽限制以后,波形要细了很多,信号中很多高频的成分被衰减了。
由于模拟滤波器电路相对数字滤波器更复杂,而且如果要过滤不同的频率段,用的器件也要增加,因此往往示波器一般只内置一种20M滤波。而数字滤波可以通过FPGA可编程硬件实现,可以对不同频带的谐波进行衰减,精度和可靠性也更高。
如下图就是通过低通20M数字滤波以后得出的波形,可以看到,相对模拟硬件滤波波形更加的平滑。
那么既然数字滤波有那么多优点,为什么示波器还是内置了一个20M都模拟滤波器呢?这里要注意的是,模拟滤波器可以消除示波器模数转换过程中信号发生的混叠,而数字滤波只能滤除基带内的噪声,对于已经发生混叠的信号是无能为力的。也就是说,如果噪声的频率高于采样率,此时通过数字滤波是无法处理的。
那带宽限制什么时候可能用到?
追答带宽限制的作用主要是在一些希望减少高频噪声对测量的影响的场合。我们用的ZLG致远电子ZDS2024plus,在测电源纹波的时候就需要打开带宽限制,这样可以把一些高频干扰滤除掉,出来的波形就好一些了。
本回答被提问者采纳