测量设备频宽范围选择要素—系统响应速度

系统响应速度是输入信号经过电压/电流驱动系统输出响应的幅值升到终值过程的斜率，而上升时间是系统响应速度的一种度量，上升时间越短，响应速度越快。

由一阶系统响应定义中，稳定的一阶系统上升时间 定义是响应从终值10%上升到终值90%所需的时间；不稳定且有振荡的系统上升时间 定义是响应从超过其终值到达第一个峰值所需的时间。如下图：

案例：测继电器的工作电流信号，继电器最短开关周期为2s。

继电器利用电信号/磁场来控制触点开关接通和断开的元器件，且有部分继电器存在吸合抖动情况，本次测试采用的SRD-05VDC-SL-C继电器是存在抖动情况的，借助示波器捕捉继电器工作电流信号；

测试设备：DG5200信号发生器、MDO704示波器、CP-2350和CP-3308R无源探头、SRD-05VDC-SL-C继电器、120V30A电源、50Ω电阻；

接线图示：外接红黑供电线

示波器设置：因MOD704示波器频宽范围100MHz ，1GS/S实时采样率，对应设置触发采样率也为1GS/S，捕捉的采样波形更精准；

下图1为继电器工作时电流信号。

信号波形分析：继电器一共抖动6次，且有一次抖动幅度0-2.5V（关闭又立即吸合），第二周期信号触发工作时已进入稳态工作。

放大输入瞬态信号图2，示波器所测上升时间：50ns，对应f=7MHz；因为继电器的抖动，存在两处不同带宽的信号，因此还需计算出第二处f。

下图3为抖动信号上升波形：

上图3为抖动信号上升波形，抖动信号上升时间64ns，对应f=5.468MHz；

对比两个信号带宽值，继电器瞬态工作信号更快，对测量设备的带宽要求更高，因此要测试SRD-05VDC-SL-C继电器的瞬态信号需用＞7MHz频宽的测量设备方可准确。

在选择测量设备时，首先是了解被测信号的响应速度/元器件的工作原理，若元器件工作时出现多组不同速度/频率/上升时间的信号，则需选取最大频宽值为界限，选择适合频宽范围的测量设备。
 

审核编辑：汤梓红