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上升时间

admin 2024-11-15 09:37:14 0

Rise time 是信号越过指定的下限电压阈值后跟指定的上限电压阈值所花费的时间。这是数字和模拟系统中的一个重要参数。在数字系统中,它描述了信号在两个有效逻辑电平之间的中间状态中花费的时间。在模拟系统中,它指定了当输入由具有零上升时间的理想边沿驱动时,输出从一个指定电平上升到另一个指定电平所需的时间。这表明系统在输入信号中保持快速转换的程度。



那么为什么我们需要知道示波器的上升时间呢?放大器的上升时间与其带宽有关。如果我们知道被测信号的带宽,我们就可以选择系统带宽相同或更大的示波器,并确信示波器将准确显示信号。另一方面,如果我们知道信号的上升时间,那么知道示波器会减慢信号的多少,从而增加其上升时间会很有用。


上升时间为 t 的放大器的带宽 BW,单位为赫兹,可以估计为:


BW ≈ 0.35 / tR


BW 和 tR可以缩放为更方便的单位,例如 MHz 和 μs,或 GHz 和 ns。


如果示波器的输入放大器具有类似于单极点 RC 滤波器的简单频率响应,则此公式中的分子 0.35 是准确的。实际上,许多示波器具有更快的滚降速度,以便在通带中提供更平坦的频率响应,这可以将分子增加到 0.45 甚至更高。该公式还假设上升时间是在信号的 10% 和 90% 电压电平之间测量的。


示例计算

在我的示波器上显示快速方波信号时,似乎具有 10%–90% 的上升时间,为 1 ns。示波器的大约带宽是多少?


使用上述公式,该范围的系统带宽(包括探测器)似乎为:


0.35 / (10–9s) = 0.35 x 109赫兹 = 350 兆赫