帶寬是大多數(shù)工程師選擇示波器時(shí)首先考慮的技術(shù)指標(biāo)。如圖下所示，所有示波器都會(huì)在較高頻率時(shí)出現(xiàn)低通頻率響應(yīng)衰減。大多數(shù)帶寬技術(shù)指標(biāo)在1 GHz及以下的示波器通常會(huì)出現(xiàn)高斯響應(yīng)，并在-3 dB頻率的三分之一處表現(xiàn)出緩慢下降特征。

而帶寬技術(shù)指標(biāo)大于 1 GHz 的示波器通常擁有最大平坦頻率響應(yīng)。這類響應(yīng)通常在 -3 dB 頻率附近顯示出具有更尖銳下降特征、更為平坦的帶內(nèi)響應(yīng)（如下圖所示）。

示波器的頻率響應(yīng)各有其優(yōu)缺點(diǎn)。具有最大平坦度響應(yīng)的示波器衰減帶內(nèi)信號(hào)的數(shù)量少于具有高斯響應(yīng)的示波器，這表明前者能夠更精確地測(cè)量帶內(nèi)信號(hào)。具有高斯響應(yīng)的示波器衰減帶外信號(hào)的數(shù)量少于具有最大平坦度響應(yīng)的示波器，這表明在相同的帶寬技術(shù)指標(biāo)下，前者擁有更快的上升時(shí)間。有時(shí)，將帶外信號(hào)衰減到更高的程度有助于消除會(huì)造成采樣混疊的高頻率分量，從而達(dá)到 Nyquist 標(biāo)準(zhǔn)（fS > 2 x fMAX）。

無論示波器具有高斯響應(yīng)、最大平坦度響應(yīng)或介于二者之間的響應(yīng)，輸入信號(hào)衰減 3 dB 所在的最低頻率稱為示波器的帶寬。使用正弦波信號(hào)發(fā)生器，在掃描頻率上測(cè)試示波器的帶寬和頻率響應(yīng)。信號(hào) -3 dB 頻率處衰減約為 -30% 幅度誤差。所以當(dāng)信號(hào)的主要頻率接近示波器的帶寬時(shí)，很難對(duì)信號(hào)進(jìn)行非常精確的測(cè)量。與示波器的帶寬技術(shù)指標(biāo)有極大關(guān)系的還有示波器的上升時(shí)間技術(shù)指標(biāo)。示波器具有高斯型響應(yīng)時(shí)，按照 10% 至 90% 標(biāo)準(zhǔn)，其上升時(shí)間大約為 0.35/fBW。對(duì)于具有最大平坦度響應(yīng)的示波器，其上升時(shí)間技術(shù)指標(biāo)的范圍通常在 0.4/fBW 左右，取決于頻率下降特征的尖銳程度。切記，示波器的上升時(shí)間并不是示波器可以精確測(cè)量的最快邊沿速度。假定輸入信號(hào)具有理論上無限快的上升時(shí)間（0 ps），示波器的上升時(shí)間是示波器可能產(chǎn)生的最快邊沿速度。雖然這個(gè)理論上的技術(shù)指標(biāo)是不可測(cè)量，這是因?yàn)槊}沖發(fā)生器實(shí)際上不能生成無限快的邊沿，但可以通過輸入邊沿速度比示波器上升時(shí)間技術(shù)指標(biāo)快 3 到 5 倍的脈沖信號(hào)，以測(cè)量示波器的上升時(shí)間。

●數(shù)字應(yīng)用需要的帶寬

根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，示波器帶寬應(yīng)比被測(cè)系統(tǒng)的最快數(shù)字時(shí)鐘速率至少快5 倍。如果示波器滿足這一標(biāo)準(zhǔn)，則其能夠捕捉高達(dá) 5 次的諧波，并實(shí)現(xiàn)最小的信號(hào)衰減。這個(gè)信號(hào)分量對(duì)于確定數(shù)字信號(hào)的總體波形非常重要。但是如果需要對(duì)高速邊沿進(jìn)行精確測(cè)量，那么此一次方程式不會(huì)考慮快速上升沿和下降沿中嵌入的實(shí)際最高頻分量。

若要確定所需的示波器帶寬，有一種更精確的方法，即確定數(shù)字信號(hào)中出現(xiàn)的最高頻率，而不是最大時(shí)鐘速率。最高頻率將由設(shè)計(jì)中的最快邊沿速度決定。所以要做的第一件事就是確定最快信號(hào)的上升時(shí)間和下降時(shí)間。通?？梢詮脑O(shè)計(jì)所用器件的公開技術(shù)指標(biāo)中獲得這一信息；對(duì)于上升時(shí)間按照 10% 至 90% 準(zhǔn)則計(jì)算的信號(hào)，fknee 等于 0.5除以信號(hào)的上升時(shí)間。對(duì)于上升時(shí)間按照 20% 至 80% 準(zhǔn)則計(jì)算的信號(hào)（這在當(dāng)前許多器件技術(shù)指標(biāo)中十分常見），fknee 等于 0.4除以信號(hào)的上升時(shí)間。不要將這些上升時(shí)間與示波器技術(shù)指標(biāo)中的上升時(shí)間相混淆；最后根據(jù)在測(cè)量上升時(shí)間和下降時(shí)間時(shí)希望達(dá)到的精度，確定測(cè)量信號(hào)所需要的示波器帶寬。下表列出了決定示波器（具有高斯頻率響應(yīng)或最大平坦度頻率響應(yīng)）測(cè)量精度的多個(gè)乘積系數(shù)。請(qǐng)記住，大多數(shù)帶寬技術(shù)指標(biāo)為 1 GHz 及以下的示波器通常具有高斯型響應(yīng)，而大多數(shù)帶寬高于 1 GHz 的示波器具有最大平坦度型響應(yīng)。

舉例：通過近似高斯頻率響應(yīng)測(cè)量 500 ps 上升時(shí)間（10-90%）確定示波

器的最小必需帶寬。如果信號(hào)具有近似 500 ps 的上升/ 下降時(shí)間（基于 10% 至 90%標(biāo)準(zhǔn)），那么信號(hào)中的最大實(shí)際頻率分量（fknee）將大約等于 1GHz。

如果在對(duì)信號(hào)進(jìn)行實(shí)際的上升時(shí)間和下降時(shí)間測(cè)量時(shí)，能夠容忍最多 20%

的計(jì)時(shí)誤差，那么可以使用 1 GHz 帶寬示波器用于數(shù)字測(cè)量應(yīng)用；但是如果需要 3% 左右的計(jì)時(shí)精度，則最好使用2 GHz 帶寬的示波器。

●模擬應(yīng)用需要的帶寬

大部分示波器廠商都建議選擇帶寬比最大信號(hào)頻率至少高 3 倍的示波器。雖然這個(gè)“3X”倍數(shù)不適用于數(shù)字應(yīng)用，但是對(duì)模擬應(yīng)用（例如調(diào)制射頻）來說還是適合的。但這個(gè)建議僅適用于在較低頻段中具有相對(duì)平坦的頻率響應(yīng)的示波器。