帶寬定義為幅度與頻率圖上測量系統比參考電平低3dB的點，如圖4.7所示，這說明了表明3dB點的響應曲線。

4.7.帶寬定義為響應曲線中幅度下降-3dB的頻率

必需指出，測量系統在額定帶寬上的幅度低3dB。這意味著您可以預計帶寬極限上的頻率，幅度測量會有30%的誤差。

通常情況下，用戶不會以全部帶寬極限使用示波器。但是，如果幅度精度至關重要，應準備相應地降低示波器的額定帶寬。

例如，考慮一下圖4.8中所示的帶寬滾降的擴展圖。這個圖中的水平標度說明了獲得好于30%的幅度精度所需的額定值下降系數。如果沒有額定值下降系數(系數為1.0)，100MHz示波器在100MHz的幅度誤差將高達30%。如果您希望幅度測量落在3%范圍內，這臺示波器的帶寬必須以0.3系數下降至30MHz。在頻率超過30MHz時，幅度誤差將超過3%。

4.8.額定帶寬下降曲線

上面的實例指明了示波器選型的整體經驗法則。對3%以內的幅度測量，應選擇指定帶寬比測量的最高頻率波形高3-5倍的示波器。

在上升時間或下降時間是主要指標時，可以使用下述公式把示波器的帶寬(BW)指標轉換成上升時間

指標：

Tr≈0.35/BW

或為方便起見：

Tr(ns)≈350/BW(MHz)

與帶寬一樣，應該選擇上升時間比預計測量的最快上升時間快3-5倍的示波器。(應該指出，上面的帶寬到上升時間轉換假設示波器的響應為高斯滾降。大多數示波器是為高斯滾降的響應而設計的。)

示波器探頭帶寬

與其它電路一樣，所有示波器都有帶寬極限。此外，與示波器一樣，示波器探頭的性能一般取決于帶寬。因此，帶寬為100MHz的示波器在100MHz點上的幅度響應低于3dB。

類似的，示波器探頭帶寬也可以用示波器使用的同一公式表示(Tr≈0.35/BW)。此外，對有源探頭，可以使用下述公式組合示波器和探頭上升時間，獲得近似的探頭/示波器系統的上升時間：

Trsystem2≈Trprobe2+Trscope2

對無源探頭，這一關系比較復雜，不應使用上面的公式。

一般來說，探頭帶寬應一直等于或超過將使用的示波器的帶寬。如果使用的探頭帶寬太低，會限制示波器實現全部測量功能。圖4.9進一步說明了這一點，其中顯示了使用三種不同帶寬的探頭測量的同一脈沖跳變。

4.9.對三種不同示波器探頭的上升時間的影響：(a)400MHz,10X探頭；(b)100MHz,10X探頭；(c)10MHz,1X探頭。所有測量都使用同一臺400MHz示波器完成

如圖4.9a所示，第一個測量是使用匹配的400MHz示波器和探頭組合進行。使用的探頭是10兆歐電阻和14.1pF電容的10X探頭。注意，測得的脈沖上升時間是4.63ns。這很好地落在400MHz示波器/探頭組合的875ps上升時間范圍內。

現在看一下使用同一示波器、使用10X,100MHz探頭測量同一脈沖時發生的情況，如圖4.9b所示，現在測得的上升時間是5.97ns。這比以前測得的4.63ns提高了近30%！

根據預期，在使用帶寬較低的探頭時，觀察到的脈沖上升時間會變得更長。極端實例如圖4.9c所示，其中在同一脈沖上使用1X,10MHz探頭。這里，上升時間已經從原來的4.63ns下降到27ns。

圖4.9得到的一個主要結論是：并不是任何探頭都能做到這一點！

為實現任何示波器的最大性能，也是花錢購買的性能，一定要使用制造商推薦的探頭。

到示波器探頭尖端的帶寬

一般來說，根據制造商的下述規范和建議應能夠解決探頭帶寬及得到的探頭/示波器系統帶寬。例如，泰克規定了探頭在規定極限內工作的帶寬。這些極限包括整體畸變、上升時間和掃描帶寬。

另外，在與兼容的示波器使用時，泰克探頭把示波器的帶寬擴展到探頭尖端。例如，在與兼容的100MHz示波器使用時，泰克100MHz探頭在探頭尖端上提供了100MHz的性能(-3dB)。

圖4.10中的等效電路說明了為檢驗到探頭尖端的帶寬而使用的業內公認的測試設置。測試信號源指定的信號源阻抗為50歐姆，端接在50歐姆電阻中，導致等效的25歐姆源端子阻抗。此外，探頭必須使用探頭頭部到BNC適配器或同等設備連接到信號源上。探頭連接的后一種要求保證了最短的接地通路。

4.10.測試到探頭尖端的帶寬使用的等效電路。對100MHz系統，顯示的上升時間應該為3.5ns或更快

在使用上面介紹的測試設置時，100MHz示波器/探頭組合應導致觀察到的上升時間<3.5ns。根據前面討論的帶寬/上升時間關系(Tr≈0.35/BW)，這一3.5ns上升時間與100MHz帶寬對應。對包括標準配套探頭的通用示波器，大多數制造商承諾、并在探頭尖端上提供了宣稱的示波器帶寬。

但是，要記住探頭尖端上的帶寬取決于圖4.10中的測試方法。由于實際環境信號很少是從25歐姆信號源發出的，因此在實際環境中預計響應和帶寬都要在一定程度上低于最優水平，在測量更高的阻抗電路尤其如此。

地線影響

在進行參考接地的測量時，必需有兩條到被測電路或被測器件的連接。一條連接通過探頭完成，探頭傳感被測的其它參數的電壓。另一條必需的連接是通過示波器返回接地，連回到被測電路上。為完成測量電流通路，必需實現接地回路。

在被測電路和示波器插入同一個電源插座電路中時，電力電路的公共電位提供了一條接地回路。通過電源接地的這條信號回路一般是間接的，長度很長。結果，不能象干凈的低電感接地回路那樣依賴這條信號回路。

一般來說，在進行任何類型的示波器測量時，應使用最短的接地路徑。最終的接地系統是一個在線ECB(蝕刻電路板)到探頭頭部適配器，如圖4.11所示。ECB適配器允許把探頭尖端直接插入電路測試點中，適配器的外桶應與探頭頭部的接地環形成直接的、短的接地接觸。對關鍵幅度和定時測量，建議電路板設計中對已建立的測試點包括ECB/探頭頭部適配器。這不僅清楚地表明測試點位置，而且保證了可以最好地連接測試點，實現最可靠的示波器測量。

4.11.ECB到示波器探頭頭部適配器