Die zum Erfassen und Messen von Signalen erforderliche Bandbreite hängt stark von den zu messenden Signalen, den durchzuführenden Messungen und der gewünschten Messgenauigkeit ab. Eine grobe Faustregel, die die meisten Ingenieure verwenden, ist, ein Oszilloskop mit der dreifachen Bandbreite des höchstfrequenten Signals zu verwenden, das sie messen möchten. Bei sehr hochfrequenten Signalen ist dies jedoch unpraktisch.
Siehe die Definition der Oszilloskopbandbreite in den FAQ (oben). Die meisten Oszilloskope nähern sich der Nennbandbreitenfrequenz von -3 dB langsam, beginnend mit einem sanften Amplitudenabfall bei etwa 50 % der Nennbandbreite. Das bedeutet, dass, wenn die Amplitudenreaktion des Oszilloskops -1 dB bei 70 % der Nennbandbreite und -2 dB bei 85 % der Nennbandbreite beträgt, die Amplitude der erfassten reinen Sinuskurve ungefähr 90 % (-1 dB) oder 80 % (-2 dB) und 70 % (-3 dB) beträgt, verglichen mit dem Fall, wenn sich die Eingangssinusfrequenz der Nennbandbreite des Oszilloskops nähert. Die meisten Ingenieure messen jedoch keine reinen Sinuskurven mit ihrem Oszilloskop. Beachten Sie, dass die Oszilloskope mit der höchsten Bandbreite aus verschiedenen Gründen eine flachere (weniger Amplitudenabfall) oder einstellbare Amplitudenreaktion haben können.
Wahrscheinlicher ist, dass ein Ingenieur ein Signal misst, das einer Rechteckwelle ähnelt. In diesem Fall ist bekannt, dass eine Rechteckwelle als Fourier-Reihenentwicklung dargestellt werden kann, die aus der Summe der Grundfrequenz und der ungeraden Harmonischen besteht, wobei die N-te Harmonische eine 1/N-Amplitude bei dieser Frequenz beiträgt. Dies bedeutet, dass Sie zur genauen Darstellung einer Rechteckwelle genügend Bandbreite benötigen, um die Grundfrequenz und genügend ungerade Harmonische zu erfassen. Wie viele ungerade Harmonische „genug“ sind (und wie viel Bandbreite benötigt wird), hängt von der Toleranz des Ingenieurs gegenüber einer Anstiegszeitmessung auf dem Oszilloskop ab, die langsamer ist als das reale Signal, und von der Menge des additiven Überschwingens und Klingelns, das im gemessenen Signal vorhanden ist. Wenn nur die 3. Harmonische erfasst wird, ist die Anstiegszeit merklich langsamer und das Überschwingen und Klingeln ist im Vergleich zu der Erfassung der 99. Harmonischen wahrnehmbar (in diesem Fall ist das erfasste Signal nicht vom ursprünglichen Eingangssignal zu unterscheiden).
Damit kommen wir zurück zur ursprünglichen Antwort, die am häufigsten auf die Frage gegeben wird: „Wie viel Bandbreite wird benötigt?“ – etwa das Dreifache der Bandbreite des Signals mit der höchsten Frequenz. Aber was bedeutet „höchste Frequenz“? In diesem Zusammenhang denken die meisten Ingenieure an die Fähigkeit des Oszilloskops, die Anstiegszeit zu messen (die mit der Bandbreite zusammenhängt). Wenn ein Ingenieur ein Signal mit einer Anstiegszeit von 3 ns messen möchte, würde er kein Oszilloskop mit einer Anstiegszeit von 1 ns wählen (ein solches Oszilloskop hätte normalerweise eine Bandbreite von 1 MHz), sondern ein Oszilloskop mit der dreifachen Bandbreite (oder 350 GHz).
Referenz-WebinarTeil 2: Wie viel Bandbreite benötige ich in meinem Oszilloskop?in der Webinarreihe „Oscilloscope Coffee Break“ 2023 für weitere Einzelheiten.