百科知識(shí)
上升時(shí)間
Rise time 是信號(hào)越過指定的下限電壓閾值后跟指定的上限電壓閾值所花費(fèi)的時(shí)間。這是數(shù)字和模擬系統(tǒng)中的一個(gè)重要參數(shù)。在數(shù)字系統(tǒng)中,它描述了信號(hào)在兩個(gè)有效邏輯電平之間的中間狀態(tài)中花費(fèi)的時(shí)間。在模擬系統(tǒng)中,它指定了當(dāng)輸入由具有零上升時(shí)間的理想邊沿驅(qū)動(dòng)時(shí),輸出從一個(gè)指定電平上升到另一個(gè)指定電平所需的時(shí)間。這表明系統(tǒng)在輸入信號(hào)中保持快速轉(zhuǎn)換的程度。
那么為什么我們需要知道示波器的上升時(shí)間呢?放大器的上升時(shí)間與其帶寬有關(guān)。如果我們知道被測(cè)信號(hào)的帶寬,我們就可以選擇系統(tǒng)帶寬相同或更大的示波器,并確信示波器將準(zhǔn)確顯示信號(hào)。另一方面,如果我們知道信號(hào)的上升時(shí)間,那么知道示波器會(huì)減慢信號(hào)的多少,從而增加其上升時(shí)間會(huì)很有用。
上升時(shí)間為 t 的放大器的帶寬 BW,單位為赫茲,可以估計(jì)為:
BW ≈ 0.35 / tR
BW 和 tR可以縮放為更方便的單位,例如 MHz 和 μs,或 GHz 和 ns。
如果示波器的輸入放大器具有類似于單極點(diǎn) RC 濾波器的簡(jiǎn)單頻率響應(yīng),則此公式中的分子 0.35 是準(zhǔn)確的。實(shí)際上,許多示波器具有更快的滾降速度,以便在通帶中提供更平坦的頻率響應(yīng),這可以將分子增加到 0.45 甚至更高。該公式還假設(shè)上升時(shí)間是在信號(hào)的 10% 和 90% 電壓電平之間測(cè)量的。
示例計(jì)算
在我的示波器上顯示快速方波信號(hào)時(shí),似乎具有 10%–90% 的上升時(shí)間,為 1 ns。示波器的大約帶寬是多少?
使用上述公式,該范圍的系統(tǒng)帶寬(包括探測(cè)器)似乎為:
0.35 / (10–9s) = 0.35 x 109赫茲 = 350 兆赫