测量小百科|如何选择合适的带宽

2021-04-15

全文字数759 | 阅读需要2分钟


关键词:带宽


导读

在之前的小百科中,我们已经介绍过带宽【1】的定义:常见的-3dB带宽是指以系统的频率响应曲线功率最大值为参考功率,功率降低一半,即-3dB以内的频率范围。在截止频率处,幅度会衰减为真实幅度的70.7%


带宽的选择

在对幅度精度有要求的情况下,例如想要将幅度精度控制在2%以内,应该如何选择板卡的带宽呢?

通常情况下,板卡会根据带宽指标设计一个一阶低通滤波器。对于一阶低通滤波器,其传递函数可以表示为:


式中Wc-3dB截止频率。

当测试精度不低于98%时,需要满足如下关系:


经过简化得到:


上式表明,如果要保证98%的测试精度,则板卡的带宽需要不低于信号频率的4.93倍,为了方便,一般建议:

仪器带宽≥5×信号的最大频率

幅度误差与频率


以简仪同步DAQPXIe-5315【2】为例:

1 PXIe-5315 AI带宽


如果使用10V量程,我们待测信号的频率需要≤440KHz (2.2MHz/5),如果待测信号频率超过440KHz,建议选择更高带宽的产品,如数字化仪等。


是不是带宽越高越好?

理论上带宽越高,可以越准确的还原信号。但是在实际使用中,会遇到一些复杂环境,信号中会包含噪声、毛刺等干扰我们测量的信号。这时对于低带宽的板卡,反而会把高频的毛刺、一部分噪声衰减掉,从而使得到的波形看起来更好。这也解释了一些客户的疑问:“为什么我买了更高采样率,更高带宽的板卡,反而比低端的板卡噪声更大了?”。

所以在实际使用中,还是需要根据具体需求来综合考虑。


参考

【1】 简仪测量小百科 | 测量参数解析:带宽

【2】 同步DAQ板卡PXIe-5315



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