オシロスコープ 矩形波の波形

質問

１．電圧振幅１Ｖ、周期１μｓの矩形波を、オシロスコープを用いて観測するとき、使用したオシロスコープの周波数帯域が１ＭＨｚの場合、観測される波形はどんな風になりますか？電圧の雑音レベルは無視できるという条件付です。

２．繰り返し周波数１００ＭＨｚ、電圧振幅１Ｖの矩形波を測定帯域３００ＭＨｚのオシロスコープを用いて観測した場合はどんな波形になりますか？

測定帯域と周波数帯域は同じ意味ですよね？
そして測定帯域が波形に及ぼす影響がよくわかりません。

もしよろしければ
どうかお教えてくださいm(__)m

回答No.4

electron11 · ベストアンサー

＃１です　
オシロスコープ自身の立ち上がり時間(sec) ＝　0,35/オシロスコープの周波数帯域 Hz　とかの式でした
（100MHzですと3,5ｎsecになります）

入力矩形波の立ち上がり時間　＝　ta　　オシロスコープの立ち上がり時間　＝　tb　としますと

オシロスコープで観測される総合的立ち上がり時間　tc＝　√（ta*ta＋tb*tb）　　　　二乗和のルートです

例１　ta＝100nsec　　tb＝3,5nsec（100MHz）　　　　　tc＝100,06nsec
例２　ta＝100nsec　　tb＝350nsec（1MHz）　　　　　　tc＝364nsec

入力矩形波より遅いオシロスコープで観測しますと更に遅くなります　同じ立ち上がり時間でも1,4倍になります。

お礼

なるほど！！

何度も申し訳ありません。
ほんとにありがとうございましたm(_ _)m

回答No.3

foobar

概略を見るなら、
1. 元の信号をフーリエ展開する
2. 測定器の帯域に入っている成分だけを抽出する
3. 2.で抽出した成分だけを使って波形を描いてみる
のも良いかもしれません。

（きちんと描こうとすると、帯域外の成分が完全に0になるわけではない（ある割合で減少する）とか、各周波数成分の位相のずれがあるとか、も考慮する必要はあります）

お礼

ありがとうございました。

参考にさせていただきます。

m(_ _)m

回答No.2

richardo

ＣＱ出版社のＰＳｐｉｃｅの本を買ってシミュレート
してみたらどうですか。
　１ＫＨｚ　デューティ５０％の矩形波を遜色無く観測
するには、１Ｈｚ～１ＭＨｚの帯域が必要です。

お礼

この問題では繰り返し周波数の１０倍以上の測定帯域が必要なようです。
でも測定帯域が変化することがオシロスコープで観測される波形に与える影響がやっぱりよくわかりません。

そんな本があるんですね。
探してみます。
m(_ _)m

回答No.1

electron11

周波数帯域と矩形波を入れた時の立ち上がり（立下り）時間の関係を示す単純な式があります　検索して見て下さい
観測し難くはなりますが　雑音は関係ありません

入力矩形波の立ち上がり時間はオシロスコープより十分に早いとして
１MHzで350ｎsec 、１0MHzで35ｎsec 、100MHzで3,5ｎsec つまり　350ｎsec/MHz

立ち上がり時間とは振幅１０％から９０％に変化するに要する時間でパルスの標準的定義です　定義は他にもあります

大抵のものはそうなのですが振幅が大きくなると立ち上がり時間も大きくなりますので電圧振幅を明記する必要があります
オシロスコープの場合は内部の垂直アンプの為にそのようになります　デジタルオシロでも同様です

お礼

ありがとうございます。

周波数帯域の変化は立上り（立下り）時間に影響を及ぼすということですか？？
あと、「周波数帯域と立上り時間の関係式」で検索してみたんですが、
それらしき関係式を見つけることができませんでした。
なんというキーワードで検索すればよいか教えていただけませんか？？

m(_ _)m