数字示波器中带宽与采样速率概念解释
为了准确地再现信号并避免混淆,奈奎斯定理规定:信号的采样速率必须不小于其最高频率成分的两倍。这里的采样速率是指AD的采用速率,最高频率成分是指被测信号的频率。然而,这个定理的前提是基于无限长时间和周期连续的信号。由于示波器不可能提供无限时间的记录长度,而且从定义上看,低频干扰是不连续的,也不是周期的,所以采用两倍于最高频率成分的采样速率通常是不够的。
实际上,信号的准确再现取决于其采样速率和信号采样点间隙所采用的插值法,即波形重建。一些示波器会为操作者提供以下选择:测量正弦信号的正弦插值法,以及测量矩形波、脉冲和其他信号类型的线性插值法。
有一个比较采样速率和信号带宽时很有用的经验法则:如果您正在观察的示波器有内插(通过筛选以便在取样点间重新生成),则(采样速率 / 信号带宽)的比值至少应为 4∶1 ;无正弦内插时,则应采取 10∶1 的比值。
MSPS 是指抽样速率(Million samples per second),是指从模拟信号里抽样的速率。对抽样后的点,要进行量化和编码,量化编码以后就是2进制的数字信号了,这时候单位就换成了Mbit 或MByte。具体换算可以根据A/D的分辨率来换。而每符号用几位数据则决定于A/D转换的位数精度。
在我的课题中,我将要采用的AD 转换器是ADI公司的AD9283BRS-100,其为8bit,100MSPS,3V的AD转换器。也就是说根据奈奎斯特定理,2片 AD9283BRS-100交替采样,将能实现100M的带宽;而根据经验法则,使用正弦内插采样方式,将实现50M的带宽;无正弦内插时,将实现20M 的带宽。