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深入了解示波器（三）：示波器的带宽

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**在示波器本体上看到的带宽，是示波器的-3dB带宽，**如下图。

示波器带宽至少是信号频率的5倍，示波器才能获取并还原足够详细的波形，这就是我们常用的5倍法则：

示波器带宽≥信号频率x5

这个法则是怎么来的呢？

信号的高频成分都“藏在”上升沿中，例如1MHz的方波，其基频是1MHz，但是还有非常多的倍频部分，是1MHz的N倍，N是无穷大。这个时候我们要提一个“拐点频率”的概念，根据Dr. Howard W. Johnson的著作High Speed Digital Design A Handbook of Black Magic所述，快速边沿的频谱中存在一个转折点，也称“拐点”，在这个转折点之上，高于fknee的频率分量在确定信号形状时可以忽略不计。拐点频率的计算方法如下：

trise指信号的上升时间。
**信号的最高频率成分可以认为就是拐点频率，示波器的带宽应该大于等于这个拐点频率。**还以上面1MHz方波计算，方波升时间通常是周期的1/10，即100ns。那么

刚好就是方波频率的5倍，所以5倍经验法则就是这么来的。

上面是通用的计算方法，如果要求更好的精度，可按照如下规则计算;
高斯相应示波器（带宽<1G） 最大平坦相应示波器（带宽>1G），有关这两种响应示波器的介绍详见文章《深入了解示波器（十一）：高斯响应示波器和最大平坦度响应示波器》

下图是用不同的带宽捕获的信号，可以看到带宽越高，信号的上升沿越陡峭，信号还原度越高。

以上是从方波的角度计算带宽，其他类型的波形fknee的经验值如下：

有些文章中还会提到示波器上升时间的概念，并且要求示波器上升时间小于被测信号上升时间的1/5。甚至给出了如下表格：

其实没有必要这么计算，示波器上升时间与带宽有对应关系，信号的上升时间与信号的频宽也有对应关系。还不如直接都用上文所述带宽来计算。