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Testes de largura de banda real totalmente automatizados de osciloscópios de alto desempenho
Conforme a tecnologia continua a avançar, agora os osciloscópios com larguras de banda de vários GHz frequentemente tornam-se a norma. No entanto, os métodos tradicionais de testes de largura de banda podem ser complexos e introduzir erros, particularmente se a largura de banda for calculada a partir de uma medição de tempo de subida. É aqui que entra o calibrador de osciloscópios 9500C da Fluke Calibration.
Este dispositivo oferece testes de largura de banda real de osciloscópios de até 4 GHz e também pode realizar testes de resposta de pulso precisos com bordas de retorno-à-terra rápido com amplitudes entre 5 mVp-p e 3 Vp-p, juntamente com tempos de subida/descida de até 125 ps.
O que é largura de banda?
Em relação aos osciloscópios, a largura de banda está relacionada aos canais verticais e compreende a definição usual de frequência na qual a resposta cai em 3 dB de seu valor de baixa frequência, ou para 70,7% em termos de amplitude de tensão. Quando se trata dos osciloscópios, a largura de banda é frequentemente usada como uma diferenciação de desempenho genérica, semelhante ao uso da resolução com um multímetro digital. Comparar um multímetro de 5,5 dígitos com um multímetro de 4,5 dígitos é como comparar um osciloscópio de 400 MHz com um osciloscópio de 1 GHz.
Como medimos a largura de banda?
A abordagem óbvia para medir a largura de banda é usar um sinal de onda sinusoidal e determinar a frequência na qual a amplitude do sinal exibido diminui em 3 dB (70,7%) em relação a uma referência de baixa frequência.
Por que você não deve calcular a largura de banda a partir de um teste de tempo de subida
No entanto, o uso de um processo que não seja de uma fonte de calibração de osciloscópio dedicada requer que você considere os efeitos externos em sua saída. Sem uma fonte de calibração de osciloscópio dedicada, era muito frequente usar geradores e medidores de potência de sinal nivelado, o que pode incorporar erros dos efeitos da exatidão do gerador, incompatibilidade e conteúdo harmônico ao determinar um valor pico a pico a partir de uma saída de potência de RF calibrada. Além disso, pode haver complexidades adicionais provenientes da forma da resposta de frequência, de seu impacto no deslocamento no ponto de 3 dB e da exatidão na determinação da largura de banda. Isso dificulta a obtenção de sinais para a frequência e exatidão necessárias para osciloscópios de larguras de banda mais elevadas, levando ao cálculo da largura de banda a partir de um teste de tempo de subida.
A largura de banda pode estar relacionada ao tempo de subida (tr); calcular uma largura de banda equivalente a partir de um tempo de subida medido é conhecido como imputação. A largura de banda (BW) pode ser imputada (calculada) a partir de
BW=k/tr
- k=0,35 para osciloscópios <1 GHz
- k=0,4 a 0,45 para osciloscópios >1 GHz
que somente é válida se a resposta do osciloscópio seguir a de um filtro gaussiano teórico.
Infelizmente, a maioria dos osciloscópios não segue uma resposta gaussiana, portanto, erros são frequentemente introduzidos na largura de banda imputada aqui. Um teste de tempo de subida simples não fornecerá informações sobre a forma da resposta de frequência do osciloscópio. Na ausência de uma fonte de onda sinusoidal adequada, esse método tem sido popular como uma alternativa e ainda é usado nos osciloscópios com uma largura de banda muito alta, acima de 6 GHz.
Como usar bordas rápidas para testar
Uma borda rápida e de alta integridade é usada para testar a resposta de pulso do osciloscópio, medindo o tempo de subida do canal vertical e procurando por quaisquer aberrações, áreas de undershoot e overshoot, na borda exibida.
Lembre-se de que o tempo de subida observado depende da velocidade da borda usada para teste e o tempo de subida real da borda usada deve ser conhecido e corrigido; caso contrário, pode haver um erro significativo na medição.
Teste de largura de banda com o calibrador de osciloscópios 9500C da Fluke Calibration
O calibrador de osciloscópios 9500C da Fluke Calibration pode fornecer formas de onda sinusoidais niveladas de alta exatidão de até 4 GHz, calibradas diretamente em termos de tensão pico a pico.
Em situações como essa, em que larguras de banda e pureza de sinal mais altas são necessárias, o 9500C com tecnologia Active Head Technology™ permite que você seja mais eficiente, eficaz e produtivo, dobrando o desempenho do calibrador multiproduto.
Ao usar a tecnologia Active Head Technology™, o 9500C da Fluke Calibration pode fornecer ondas sinusoidais niveladas com exatidão de até 4 GHz, permitindo o teste de largura de banda real de osciloscópios para esse nível.
Continuar lendo
- Fontes de erros de alta frequência na calibração de osciloscópios
- Como calibrar um osciloscópio
- Como calibrar seu osciloscópio em relação à exatidão vertical
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