示波器的带宽与采样率是什么关系

示波器的带宽与采样率是什么关系

带宽是反映信号频率通过能力，带宽越大，对信号中的各种频率成分(特别是高频成分)能准确有效地放大与显示，也就较为准确，如果带宽不够，那就会损失很多高频成分，信号自然就显示不准确了，出现较大误差。而采样率是将模拟量转换为数字量时对信号转换的频率(即每秒采集次数)，这个频率越高，单位时间内对信号的采集就越多，信号中的信息就保留越多，丢失信息就少，转换出的数字量就能准确反映信号的数值，再由LCD显示就能较为准确完整显示信号波形，采样点越多，显示的点就越多，就越清晰。

对数字式示波器至少有两部分：被测信号的Y通道和采样部分。Y通道是放大(或衰减)被测信号的，带宽是针对Y 通道而言。假如Y通道能对0~10MHz范围所有正弦信号均匀而不失真的放大，则它的带宽就是10MHz。由于复杂波形的信号由各种不同谐波的正弦信号组成，而且这些谐波构成的带宽可能很宽，所以，为了保证真实放大复杂信号，你的Y通道的带宽越大越好。

仅有带宽足够的Y通道还不够，为了捕获波形，你还得对经过Y通道放大的信号进行采样啊!这个采样的快慢就是采样速率。采样速率越快，单位时间内对复杂波形捕获的点

也就越多，最后拼装显示出来的波形就越接近真实的复杂信号。

所以，带宽和采样速率虽然是两个不同的参数，但它们都对真实还原被测波形都非常重要。

示波器

关于示波器的带宽

关于示波器的带宽 汪进进 美国力科公司深圳代表处 带宽被称为示波器的第一指标，也是示波器最值钱的指标。 示波器市场的划分常以带宽作为首要依据，工程师在选择示波器的时候，首先要确定的也是带宽。在销售过程中，关于带宽的故事也特别多。 通常谈到的带宽没有特别说明是指示波器模拟前端放大器的带宽，也就是常说的-3dB截止频率点。 此外，还有数字带宽，触发带宽的概念。 我们常说数字示波器有五大功能，即捕获（Capture），观察（View），测量(Measurement)，分析（Analyse）和归档（Document）。 这五大功能组成的原理框图如图1所示。 图1，数字示波器的原理框图 捕获部分主要是由三颗芯片和一个电路组成，即放大器芯片，A/D芯片，存储器芯片和触发器电路，原理框图如下图2所示。被测信号首先经过探头和放大器及归一化后转换成ADC可以接收的电压范围，采样和保持电路按固定采样率将信号分割成一个个独立的采样电平，ADC将这些电平转化成数字的采样点，这些数字采样点保存在采集存储器里送显示和测量分析处理。 图2，示波器捕获电路原理框图

示波器放大器的典型电路如图3所示。这个电路在模拟电路教科书中处处可见。这种放大器可以等效为RC低通滤波器如图4所示。 由此等效电路推导出输出电压和输入电压的关系，得出理想的幅频特性的波特图如图5所示。 图3，放大器的典型电路 图4，放大器的等效电路模型 图5，放大器的理想波特图

至此，我们知道带宽f2即输出电压降低到输入电压70.7%时的频率点。 根据放大器的等效模型，我们可进一步推导示波器的上升时间和带宽的关系式，即我们常提到的0.35的关系：上升时间=0.35/带宽，推导过程如下图6所示。 需要说明的是，0.35是基于高斯响应的理论值，实际测量系统中这个数值往往介于0.35-0.45之间。在示波器的datasheet上都会标明“上升时间”指标。 示波器测量出来的上升时间与真实的上升时间之间存在下面的关系式。 在对快沿信号测试中，需要通过该关系式来修正实际被测信号的上升时间。 Measured risetime(tr)2 = (tr signal)2+(tr scope)2+(tr probe)2 图6，示波器上升时间和带宽的关系 示波器前端放大器幅频特性的波特图是新示波器发布的“出生证”。 示波器每年需要进行校准，波特图是第一需要校准的数据。示波器波特图的测量方法如图7所示。 信号源从10MHz频率开始逐渐递增发送一定幅值的正弦波送到功分器，功分器将输入的信号能量等分为二后通过等长的线缆分别送到示波器和功率计。 功分器和线缆是无源器件，可以严格定标，信号源本身的幅频特性不可以作为定标仪器，需要通过功率计实测的能量来作为示波器的输入幅值的定标值。 有时候客户会对示波器的波特图很感兴趣，直接用信号源连接到示波器来评估示波器的波特图，在带宽超过1GHz时这种方法是很不严谨的。需要用功率计来作为定标工具！ 2006年二月份的EDN杂志中有文章介绍。 https://www.sodocs.net/doc/1514447374.html,/article/CA6305348.html#Calibrating 此外，在计量波特图时需要对示波器每个档位都进行计量,最终产生的波特图是所有档位的结果叠加在一起的。波特图的计量是需要半天时间完成的，并不是想象中那么轻松的工作。如图8所示是力科SDA9000的波特图,我特地将Excel中大量数据显示给大家以使大家对校准的严谨性有深刻认识。 其垂直轴是

通信常识：波特率、数据传输速率与带宽的相互关系

通信常识：波特率、数据传输速率与带宽的 相互关系 【带宽W】 带宽，又叫频宽，是数据的传输能力，指单位时间内能够传输的比特数。高带宽意味着高能力。数字设备中带宽用bps（b/s）表示，即每秒最高可以传输的位数。模拟设备中带宽用Hz表示，即每秒传送的信号周期数。通常描述带宽时省略单位，如10M实质是10M b/s。带宽计算公式为：带宽=时钟频率*总线位数/8。电子学上的带宽则指电路可以保持稳定工作的频率范围。 【数据传输速率Rb】 数据传输速率，又称比特率，指每秒钟实际传输的比特数，是信息传输速率（传信率）的度量。单位为“比特每秒（bps）”。其计算公式为S=1/T。T 为传输1比特数据所花的时间。 【波特率RB】 波特率，又称调制速率、传符号率（符号又称单位码元），指单位时间内载波参数变化的次数，可以以波形每秒的振荡数来衡量，是信号传输速率的度量。单位为“波特每秒（Bps）”，不同的调制方法可以在一个码元上负载多个比特信息，所以它与比特率是不同的概念。 【码元速率和信息速率的关系】 码元速率和信息速率的关系式为： Rb=RB*log2 N。其中，N为进制数。对于二进制的信号，码元速率和信息速率在数值上是相等的。 【奈奎斯特定律】 奈奎斯特定律描述了无噪声信道的极限速率与信道带宽的关系。 1924年，奈奎斯特（Nyquist）推导出理想低通信道下的最高码元传输速率公式：理想低通信道下的最高RB = 2W Baud。其中，W为理想低通信道的带宽，单位是赫兹（Hz），即每赫兹带宽的理想低通信道的最高码元传输速率是每秒2个码元。对于理想带通信道的最高码元传输速率则是：理想带通信道的最高RB= W Baud，即每赫兹带宽的理想带通信道的最高码元传输速率是每秒1个码元。 符号率与信道带宽的确切关系为： RB=W(1+α)。 其中，1/1+α为频道利用率，α为低通滤波器的滚降系数，α取值为0时，频带利用率最高，但此时因波形“拖尾”而易造成码间干扰。它的取值一般不小于0.15，以调解频带利用率和波形“拖尾”之间的矛盾。 奈奎斯特定律描述的是无噪声信道的最大数据传输速率（或码元速率）与信道带宽之间的关系。 【香农定理】 香农定理是在研究信号经过一段距离后如何衰减以及一个给定信号能加载多少数据后得到了一个著名的公式，它描述有限带宽、有随机热噪声信道的最

示波器主要技术指标及选择资料

精品文档 一、数字示波器的主要性能指标在选择数字示波器时，我们主要考虑其是否能够真实地显示被测信号，即显示信号与被测信号的一致性。数字示波器的性能很大程度上影响到其实现信号完整性的能力，下面根据其主要性能指标进行详细分析。示波器最主要的技术指标是带宽、采样率和存储深度 1、带宽如图1所示，数字示波器带宽指输入不同频率的等幅正弦波信号，当输出波形的幅度随频率变化下降到实际幅度的70.7％时的频率值（即f-3dB）。带宽决定了数字示波器对信号的基本测量能力。随着信号频率的增加，数字示波器对信号的准确显示能力下降。实际测试中我们会发现，当被测信号的频率与数字示波器带宽相近时，数字示波器将无法分辨信号的高频变化，显示信号出现失真。例如：频率为100MHz、电压幅度为1V的信号用带宽为100MHz的数字示波器测试，其显示的电压只有0.7V左右。图2为同一阶跃信号用带宽分别为4GHz、1.5GHz和300MHz 的数字示波器测量所得的结果。从图中可以看出，数字示波器的带宽越高，信号的上升沿越陡，显示的高频分量成分越多，再现的信号越准确。实际应用中考虑到价

（数字示波格因素器带宽越高价格经过实践越贵），我们经验的积累，发现只要数字示波器带宽为被测信号最高频率的倍，即可获得3-5的精2%3%到±±满足一般的测度，示波器所试需求。能准确测量的频大家都遵率范围，循测量的五倍法示波器所需带则：被测信号的最宽=使，高信号频率*5用五倍准则选定的示波器的测量误差将不会超过，对大多－2%＋/的操作来说已经足够。 、采样率，2指数字示波器对信号采样的频率，精品文档． 精品文档 表示为样点数每秒（S/s）。示波器的采样速率越快，所显示的波形的分辨率和清晰度就越高，重

MHz与Mbps之间的关系

MHz与Mbps之间的关系 概念分析 随着网络的普及、综合布线的应用日趋广泛，传输等级也愈来愈高，从3类到4类再到5类，到目前已有6类布线产品投放市场。描述语定义这些等级的主要参数就是传输带宽(MHZ)。 与此同时，网络应用也层出不穷。传输介质从10Base5(粗缆)、10Base2(细缆)、 10BaseT(双绞线)、10BaseFL(光纤) 到100BaseTX(STP/UTP)、100BaseT4(4/5类UTP)、100BaseFX(光纤)，到目前千兆快速网业已出现。用来描述这些应用得主要参数则是速率(Mbps)。 事实上，申农公式早已概括出带宽B和速率C 之间的关系： C=B*Log(1+SNR) 式中B为信道带宽，所谓带宽是指能够以适当保真度传输信号的频率范围，其单位似Hz，它是信道本身国有的，与所载信号无关。SNR为信噪比，它由系统的发收设备以及传输系统所处的电磁环境共同决定。而速率C是一个计算结果，它由B和SNR共同决定，其单位为bps，在概念上表征为每秒传输的二进制位数。 可见，给定信道，则带宽B也随之给定，改变信噪比SNR可得到不同的传输速率C 。MHz与Mbps有着一对多的关系，即同样带宽可以传输不同的位流速率。同时，Mbps是依赖于应用的；而MHz则与应用无关。 技术探讨 如果要给与打一个形象的比喻，那么汽车时速与引擎转速恰到好处。当给定旋转速度，在齿轮已知的情况下可以计算出汽车的速度。在这个类比当中，齿轮起了一个桥梁的作用。事实上，齿轮之于汽车和引擎就如编码系统之于速率和带宽。 编码是为计算机进行信息传输而被采用的。通过对信息进行编码，许多技术上的问题，比如同步、带宽受限等都可以得到解决。编码对于信息的可靠传输是至关重要的。 目前有两种基本的编码系列。第一种是每N位添加一个同步位，以使同步成为可能(如当N=1时，为Manchester编码；当N=4时，为4B5B编码)，但这需要一个比原来更大的带宽。而且同步位越多，带宽需要越大。为了减小带宽，采用每7位添加一个同步位(即 7B8B 编码)的编码系统是可能的，但随之而来的是，当传输较长一串相同类型的位流时，同步就变得非常困难了。

WCDMA中3.84M码片速率的由来

wcdma 频率规划根据工信部规定，中国联通可用的频段是 1940MHz-1955MHz(上行) 2130MHz -2145MHz(下行) 上下行各15MHz。 WCDMA的频点称为UARFCN（UTRA Absolute Radio Frequency Channel Number，UTRA绝对频点号）。 2.1GHz频段上行频点号为9612～9888，下行频点号为10562～10838， 频点号除以5 就可以得到频点中心对应的频率值（以MHz为单位）。 每个频点间隔为200kHz，与GSM系统兼容。 当然每个频点的带宽远超过200kHz，这与CDMA的频点编号方式类似。 目前联通WCDMA系统下行第一频点号为10713（中心频率2142.6MHz），第二频点号 为10688，第三频点号为10663。 上行频点号分别为9763（中心频率1952.6MHz）、9738以及9713。 WCDMA 码片速率= 3.84MHz 扩频因子= 4 则符号速率= 960Kbps 码片速率 = 1秒钟传送的比特数 3.84M个 3gpp规定wcdma的UU口帧结构为帧长10ms，每帧15个时隙，每时隙有2560个码片。因此1帧包含的比特数=2560*15=38400bit 因为1帧=10ms 所以码速率 =2560*15/10ms=2560*15/0.01s=2560*15*100=3840000=3.84*1000*1000 =3.84Mbit/S 因此 空口速率3.84Mb/S是由wcdma的帧结构所决定的。 3gpp规定wcdma的UU口帧结构为帧长10ms，每帧15个时隙，每时隙有2560个 码片。 如此算来，2560*15/10ms即3840/ms换算成标准速率格式即3.84Mb/s。 我们知道wcdma是无线频带传输，即数字基带信号要经过调制变频到合适的频点上、在一 定的频带范围内来传输的。

网络带宽与下载速度之间的关系

网速与下载速度之间的关系 1. “位（bit）”和“字节（B）”之间的关系 位（bit）：位是计算机中存储数据的最小单位，指二进制数中的一个位数，其值为“0”或“1”。 字节（byte）：字节是计算机存储容量的基本单位，一个字节由8位二进制数组成。在计算机内部，一个字节可以表示一个数据，也可以表示一个英文字母，两个字节可以表示一个汉字。 1024个字节称为1K字节（1KB），1024K个字节称为1兆字节（1MB），1024M 个字节称为1吉字节（1GB）。 所以，字节和位之间的换算是8进制，即1B=8bit。 2.“网速”与“下载速度”之间的关系 网速：在计算机网络或者是网络运营商中，一般，宽带速率的单位用bps(或b/s)表示；bps表示比特每秒即表示每秒钟传输多少位信息，是bit per second的缩写。在实际所说的1M带宽的意思是1Mbps（是兆比特每秒Mbps不是兆字节每秒MBps）。 下载速度：下载速度指的是Byte/s。下载软件时常常看到诸如下载速度显示为128KBps（KB/s），103KB/s等宽带速率大小字样，这指的是（字节/秒），即Bps。 实际书写规范中B应表示Byte(字节)，b应表示bit(比特)，但在平时的实际生活中有的把bit和Byte都混写为b ，如把Mb/s和MB/s都混写为Mb/s，导致人们在实际计算中因单位的混淆而出错。 3. 计算光纤传输的真实速度 使用光纤连接网络具有传输速度快、衰减少等特点。以10M光纤为例计算一下它的下载速度是多少？一般情况下？“10M”指的是10240kbit/s（10.240Mb/s

即10M）。 换算成下载速度：10.240Mb/s=（10.240/8）MB/s=1.28 MB/s 在实际的情况中。理论值最高为1.28 MB/s。排除网络损耗以及线路衰减等原因因此真正的下载速度可能还不到1.28 MB/s 不过只要是1MB/s左右都算正常（实际网络损耗约为12%）。 4. 计算内网的传输速度 经常有人抱怨内网的传输的数度慢，那么真实情况下的10/100M网卡的速度应该有多快？网卡的100Mbps同样是以bit/s来定义的。 所以100Mb/S=102400Kbit/s=(102400/8)KByte/s=12800KByte/s 在理论上1秒钟可以传输12.8MB的速据考虑到干扰的因素每秒传输只要超过10MB就是正常了。现在出现了1000Mbps的网卡那么速度就是128MB/S 。 5.宽带上行与下行 上行速率：从你的电脑上传的速度，也就是别人从你的电脑进行通讯的速率。下行速率：你从网络主机下载的速度。

WCDMA考试试题复习资料

4月份WCDMA考试试题 一、填空题（30分） 1.无线环境中的衰落主要包括___阴影衰落___、___快衰落_ _、___空间衰落_ 。 阴影衰落：由障碍物阻挡造成，服从对数正态分布，慢衰落。 快衰落：移动台附近的散射体（地形，地物和移动体等）引起的多径传播信号在接收点相叠加，造成接收信号快速起伏的现象。 2. 假设机站天线的发射功率为43dBm，则对应____20_____W。公式要记住！！ 3. 小区搜索分三步，第一步是利用PSCH信道的_PSC _获得时隙同步；第二步是利用SSCH 信道的_SSC _获得帧同步和主扰码组组号；第三步是利用_CPICH _信道获得该小区所使用的主扰码。 SCH：同步信道 PSCH：物理同步信道；SSCH：辅同步信道；CPICH：公共导频信道。 4. 对下行扰码而言，使用长扰码，范围从0到2^24-1，但为了加速小区搜索的过程，仅有8192 个码可以使用，分为512 个组，总共有 512 个主扰码。 手机扰码是每部手机唯一拥有的号码。 5. WCDMA系统带宽是 5MHZ ，码片速率为 3.84Mchips 。 一帧的时长为10ms,一帧有15个时隙,一个时隙有2560个码片,所以算出来是3.84Mchip/s . 6. 常见的覆盖问题有覆盖空洞、覆盖盲区、越区覆盖、导频污染、上下行不平衡等。 ★覆盖盲区：由于相邻两个基站站址相距较远（受障碍物的影响），导致其信号覆盖区不交叠，出现信号覆盖盲区。这种问题容易通过DT（路测）、CQT（呼叫质量测试）或用户投诉反映出来。 ★越区覆盖：如果基站的覆盖区域超过了规划预期的范围，就会在其他基站的覆盖区域内形成不连续的主导区域，形成越区覆盖。 ★导频污染：即在某一点存在过多的强导频却没有一个足够强的主导频的时候，即定义为导频污染。 ★上下行不平衡：指目标覆盖区域内，上下行对称业务出现下行覆盖良好而上行覆盖受限（如UE的发射功率达到最大仍不能满足上行BLER要求），或上行覆盖良好而下行覆盖受限（表现为下行专用信道码发射功率达到最大仍不能满足下行BLER要求）的情况。上下行覆盖不平衡的问题容易导致掉话。 7．多址技术有时分多址、频分多址和码分多址；双工技术有时分双工 和频分双工。 8、 WCDMA系统中，语音采用卷积编码，数据采用 Turbo 编码，信令采用的是卷积编码 9、 WCDMA容量是一个“软容量”，上行链路极限容量一般是受限于干扰，下行容量受限于功率。 10、WCDMA系统中，核心网CN与无线接入网UTRAN之间的接口定义为Iu接口。 Iu接口负责核心网（CN）和RNC（无线网络控制器）之间的信令交互。Iub是RNC和NODE-B之间的接口，

示波器测量之带宽与采样率

在具体测试过程中，示波器到底选择多少带宽比较合适呢？ 首先，看下面的实例。 从上图可以看出，带宽越大，所能显示的信号频率分量越丰富，也就能更加接近真实的信号波形。 1、示波器带宽的精确计算 可按照以下步骤来完成计算： a、判断被测信号的最快上升/下降时间 b、判断最高信号频率f f=0.5/RT(10%~90%) f=0.4/RT(20%~80%) c、判断所需的测量精确度 所需精确度高斯频响最大平坦频响 20%BW=1.0*fBW=1.0*f 10%BW=1.3*fBW=1.2*f 3%BW=1.9*fBW=1.4*f d、计算所需带宽。 举例说明： 判断一个高斯响应示波器在测量被测数字信号时所需的最小带宽，其中被测信号最快上升时间为1ns（10%~90%）： f=0.5/1ns=500MHz 若要求3%的测量误差：所需示波器带宽=1.9*500MHz=950MHz 若要求20%的测量误差：所需示波器带宽=1.0*500MHz=500MHz 因此，决定示波器带宽的重要因素是：被测信号的最快上升时间。 示波器的系统带宽由示波器带宽和探头带宽共同决定： a、高斯频响：具备高斯频响的示波器，按照10%到90%的标准衡量，上升时间约为0.35/fBW 系统带宽2=示波器带宽2+探头带宽2

b、最大平坦频响：系统带宽=Min{示波器带宽，探头带宽} 例如：1GHz带宽的示波器，配置1GHz带宽的无源探头，若它们的频响为高斯频响，则系统带宽为：700MHz左右。 2、影响示波器带宽的因素 通常，这些因素有：采样率、频响曲线。 a、频率曲线 频响曲线如下图所示。 带宽 被测信号的频率→ b、采样率 根据Nyquist采样定律，采样频率必须2倍于信号最高频率，即： Fs>2*fmax 才能保证信号可以被无混叠的重构出来。 （1）对于理想砖墙频响来说，采样率=示波器带宽*2，即可重构出信号。但是该情况在真实世界中是不存在的，大多数示波器的频响都是介于理想砖墙频响和高斯频响之间。 （2）对于高斯频响，采样率=示波器带宽*4，可对被测信号中的大部分频率成分进行无混叠重构。通常实际示波器的频响大多比高斯频响陡一点。 （3）对于最大平坦频响，采样率=示波器带宽*2.5，即可对被测信号中的大部分频率成分进行恢复。目前一些高端示波器都可以做到利用2.5倍带宽的采样率来完成信号重构。 是不是采样率越高量测精度越高？

码片速率 解释

.符号速率 符号速率*扩频因子=码片速率,符号速率=码片速率/扩频因子 如: WCDMA, 码片速率= 3.84 MHz ,扩频因子=4 ,则符号速率=960kbps. CDMA 1X, 码片速率=1.2288MHz,扩频因子=64,则符号速率=19.2kbps. 符号速率=(业务速率+校验码)*信道编码*打孔率 如: WCDMA ,业务速率=384kbps,信道编码=1/3Turbo码,符号速率=960kbps CDMA 1X ,业务速率=9.6kbps,信道编码=1/3卷积码,符号速率=19.2kbps 2.码片(码元),码片速率,处理增益 系统通过扩频把比特转换成码片。 一个数据信号（如逻辑1或0）通常要用多个编码信号来进行编码，那么其中的一个编码信号就称为一个码片。 如果每个数据信号用10个码片传输，则码片速率是数据速率的10倍，处理增益等于10。 码片相当于模拟调制中的载波作用，是数字信号的载体。 常用的扩普形势是用一个伪随机噪声序列（PN序列）与窄带PSK信号相乘。PN序列通常用符号C来表示，一个PN序列是一个有序的由1和0构成的二元码流，其中的1和0由于不承载信息，因此不称为bit而称为chip（码片）。 要理解“码片”一词，先需要对扩频通信有所了解，我们的信息码，每一个数字都是携带了信息的，具有一定带宽。扩频通信就是用一串有规则的比信息码流频率高很多的码流来调制信息码，也就是说原来的“1”或“0”被一串码所代替。 由于这一串码才能表示一位信息，因此不能说成bit（bit是信息基本单位），所以找了个名词叫chip，这一串码的每一位码字就是一个chip，比如cdma的码片速率就是1.2288Mchip/s。(这个解释最易懂) 码片数率是指扩频调制之后的数据数率,用cps表示（chip per-second) 数据*信道码=chip,chip是最终在空口的物理信道上发送的数据速率单位 WCDMA的码片速率是3.84Mcps, c:chip,即码元。3.84Mcps:每秒3.84M个码元 码片速率是指经过扩频之后的速率，从MAC-d传过来的有效fp bit经过channel coding，帧均衡，速率匹配，复用到CCTrCH后，分成IQ两路，分别进行扩频和加扰的操作。扩频就是将有效bit与扩频码相乘，扩频操作会增加带宽的，扩频后的速率称为码片速率。因为10ms的TTI包含15个slot，每个slot有2560个chips，一算就可得出3.84Mchipps的码片速率 3.业务速率

示波器的三大关键指标

带宽、采样率和存储深度是数字示波器的三大关键指标。相对于工程师们对示波器带宽的熟悉和重视，采样率和存储深度往往在示波器的选型、评估和测试中为大家所忽视。这篇文章的目的是通过简单介绍采样率和存储深度的相关理论结合常见的应用帮助工程师更好的理解采样率和存储深度这两个指针的重要特征及对实际测试的影响，同时有助于我们掌握选择示波器的权衡方法，树立正确的使用示波器的观念。 在开始了解采样和存储的相关概念前，我们先回顾一下数字存储示波器的工作原理。 图1 数字存储示波器的原理组成框图 输入的电压信号经耦合电路后送至前端放大器，前端放大器将信号放大，以提高示波器的灵敏度和动态范围。放大器输出的信号由取样/保持电路进行取样，并由A/D转换器数字化，经过A/D转换后，信号变成了数字形式存入内存中，微处理器对内存中的数字化信号波形进行相应的处理，并显示在显示屏上。这就是数字存储示波器的工作过程。 采样、采样速率 我们知道，计算机只能处理离散的数字信号。在模拟电压信号进入示波器后面临的首要问题就是连续信号的数字化（模/数转化）问题。一般把从连续信号到离散信号的过程叫采样（sampling）。连续信号必须经过采样和量化才能被计算机处理，因此，采样是数字示波器作波形运算和分析的基础。通过测量等时间间隔波形的电压幅值，并把该电压转化为用八位二进制代码表示的数字信息，这就是数字存储示波器的采样。采样电压之间的时间间隔越小，那么重建出来的波形就越接近原始信号。采样率（sampling rate）就是采样时间间隔。比如，如果示波器的采样率是每秒10G次（10GSa/s），则意味着每100ps进行一次采样。

带宽与信道容量与数据传输速率的关系

带宽与信道容量与数据传输速率的关系 2008-04-22 10:16:58| 分类：默认分类|举报|字号订阅 数据传输速率的定义 数据传输速率是描述数据传输系统的重要技术指标之一。数据传输速率在数值上等于每秒种传输构成数据代码的二进制比特数，单位为比特/秒(bit/second)，记作bps。对于二进制数据，数据传输速率为： S=1/T(bps) 其中，T为发送每一比特所需要的时间。例如，如果在通信信道上发送一比特0、1信号所需要的时间是，那么信道的数据传输速率为1 000 000bps。 在实际应用中，常用的数据传输速率单位有：kbps、Mbps和Gbps。其中： 1kbps＝10^3 bps 1Mbps＝10^6 bps 1Gbps＝10^9 bps 带宽与数据传输速率 在现代网络技术中，人们总是以“带宽”来表示信道的数据传输速率，“带宽”与“速率”几乎成了同义词。信道带宽与数据传输速率的关系可以奈奎斯特(Nyquist)准则

与香农(Shanon)定律描述。 奈奎斯特准则指出：如果间隔为π/ω(ω=2πf),通过理想通信信道传输窄脉冲信号，则前后码元之间不产生相互窜扰。因此，对于二进制数据信号的最大数据传输速率Rmax与通信信道带宽B（B=f,单位Hz)的关系可以写为： Rmax＝(bps) 对于二进制数据若信道带宽B=f=3000Hz，则最大数据传输速率为6000bps。 奈奎斯特定理描述了有限带宽、无噪声信道的最大数据传输速率与信道带宽的关系。香农定理则描述了有限带宽、有随机热噪声信道的最大传输速率与信道带宽、信噪比之间的关系。 香农定理指出：在有随机热噪声的信道上传输数据信号时，数据传输速率Rmax 与信道带宽B、信噪比S/N的关系为： Rmax＝(1+S/N) 式中，Rmax单位为bps,带宽B单位为Hz，信噪比S/N通常以dB（分贝）数表示。

《数据通信基础》习题解析

第二周《数据通信基础》单元测验 一、选择题 1、通信链路的传信速率为4800b/s, 采用八电平传输，则其传码速率为（） A.1600波特 B.600波特 C.4800波特 D.1200波特 解析： A、根据传信速率和传码速率在数值上的关系即可求出，有的同学常犯的错误是把关系弄反了，在数值上，传信速率一般是大于等于传码速率。 2、9600bit/s的线路上，进行一小时的连续传输，测试结果为有150比特的差错，问该数据通信系统的误码率是（） A.8.68*10-6 B.8.68 *10-2 C. 4.34 *10-2 D.4.34*10-6 解析： D、先计算出一小时内总共传送的比特数，然后再计算出出错的150比特占整个的比例就可以了。 3、CRC循环冗余码中，若生成多项式对应的二进制序列是10011，则该生成多项式是（） 解析： B 4、对于带宽为3kHz的无噪声信道，假设信道中每个码元信号的可能状态数为16，则该信道所能支持的最大数据传输率可达（） A.48Kbps B.24Kbps C.12Kbps D.96Kbps 解析：B、题目中实际上要求的是无噪声情况下的信道容量，由奈氏定理可以得到该答案。 5、CDMA系统中使用的多路复用技术是（） A.码分复用 B.频分复用 C.波分复用 D.时分复用 解析：A、CDMA是码分多址的英文缩写(Code Division Multiple Access)，它是在数字技术的分支--扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。CDMA技术的原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码(码片序列)进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码（码片序列），与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原来的数据。 6、波特率指的是（） A.每秒传输的字节数 B.每秒钟传输信号码元的个数 C.每秒钟可能发生的信号变化的次数D每秒传输的比特 解析：B、单位是波特（Baud），在传输时通常用某种信号脉冲来表示一个0、1或几个0、1的组合。这种携带数据信息的信号脉冲称为信号码元。信号变化的次数不对，是因为连续传输多个相同的码元，信号不变。 7、下列因素中，不会影响信道数据传输速率的是（） A.信噪比 B.调制速率 C.信号传播速度 D.带宽 解析：C、一方面，根据求信道容量的公式中可以判断出来；另外一方面，信号传播速度影响的是只是传播时延的大小。 8、假设一个CDMA 通信系统中，某站点被分配的码片序列为00011011，则当它发送了比特“0”的时候，实际在信道上传输的数据序列是（） A. 11100100 B. 11100110 C. 11100101 D. 10000100 解析：A 因为在一个CDMA系统中，每个站点被指定一个唯一的m比特代码或码片序列（chip squence）。当发送比特1时，站点送出的是码片序列，若发送比特0时，站点送出的是该码片序列的反码。

关于示波器的采样率-汪进进

关于示波器的采样率汪进进

关于示波器的采样率 采样率（Sampling Rate)，顾名思义就是“采样的速率”，就是单位时间内将模拟电平转换成离散的采样点的速率，譬如采样率为4GSa/s就表示每秒采样4G个点。Sa是Samples的缩写。有些示波器厂商写作4GS/s。当然，采用不同量纲的单位就是MSa/s、MS/s，KSa/s、KS/s，Sa/s，S/s。 1，采样过程反应了数字示波器的本质：将模拟信号离散为一个一个的采样点 数字示波器区别于模拟示波器的一个最大不同是将模拟信号进行离散化。我们常说的话是，“在数字世界里，永远只有0和1”。如何将那些各种不同形状的模拟信号转换成为0和1呢? 图1和图2表示了示波器将模拟信号离散化的过程。采样-保持电路根据采样时钟将连续的模拟信号“等时间间隔地”、“实时地”转换为离散的电平，离散的电平再经过模数转换器（ADC）转换为一系列的0和1。对于8位ADC来说，8个连续的0和1组成一个采样点，代表了一个电平值。示波器将这些离散的采样点直接显示或将点和点通过某种方式相连显示为示波器屏幕上的波形。示波器保存的离散的采样点的个数就是“存储深度(memory）”。 INPUT WA VEFORM SA MPLED WA VEFORM SA MPLING CLOCK 图1 采样-保持电路将模拟信号转换成一个一个离散的电平 汪进进 深圳市鼎阳科技有限公司

图2 ADC将模拟信号离散化为0和1组成的采样点 将图1和图2的离散化过程换个示意图来表达，如图3所示，离散的采样点之间的间隔就是采样周期，采样周期的倒数就是采样率。采样率4GSa/s就表示两个采样点之间的间隔为500ps。在“点显示”方式和“线性插值”模式下，将示波器屏幕上的波形展开，有些示波器能看出屏幕上等时间间隔的采样点，打开示波器光标可以测量出两个点之间的间隔即为采样周期。 图3 采样周期表示相邻两个采样点之间的间隔 2，最高采样率 VS当前采样率 在示波器的前面板上通常都会标识采样率，如图4所示是中国首款智能示波器SDS3000系列中的一款SDS3054，她的面板上标识了采样率为 4GS/s，该采样率就是指这台示波器可以工作到的最高采样率。

通信常识：波特率、数据传输速率与带宽的相互关系

通信常识：波特率、数据传输速率与带宽的相互关系

通信常识：波特率、数据传输速率与带宽的 相互关系 【带宽W】 带宽，又叫频宽，是数据的传输能力，指单位时间内能够传输的比特数。高带宽意味着高能力。数字设备中带宽用bps（b/s）表示，即每秒最高可以传输的位数。模拟设备中带宽用Hz表示，即每秒传送的信号周期数。通常描述带宽时省略单位，如10M实质是10M b/s。带宽计算公式为：带宽=时钟频率*总线位数/8。电子学上的带宽则指电路可以保持稳定工作的频率范围。 【数据传输速率Rb】 数据传输速率，又称比特率，指每秒钟实际传输的比特数，是信息传输速率（传信率）的度量。单位为“比特每秒（bps）”。其计算公式为S=1/T。T 为传输1比特数据所花的时间。 【波特率RB】 波特率，又称调制速率、传符号率（符号又称单位码元），指单位时间内载波参数变化的次数，可以以波形每秒的振荡数来衡量，是信号传输速率的度量。单位为“波特每秒（Bps）”，不同的调制方法可以在一个码元上负载多个比特信息，所以它与比特率是不同的概念。 【码元速率和信息速率的关系】 码元速率和信息速率的关系式为： Rb=RB*log2 N。其中，N为进制数。对于二进制的信号，码元速率和信息速率在数值上是相等的。 【奈奎斯特定律】 奈奎斯特定律描述了无噪声信道的极限速率与信道带宽的关系。 1924年，奈奎斯特（Nyquist）推导出理想低通信道下的最高码元传输速率公式：理想低通信道下的最高RB = 2W Baud。其中，W为理想低通信道的带宽，单位是赫兹（Hz），即每赫兹带宽的理想低通信道的最高码元传输速率是每秒2个码元。对于理想带通信道的最高码元传输速率则是：理想带通信道的最高RB= W Baud，即每赫兹带宽的理想带通信道的最高码元传输速率是每秒1个码元。 符号率与信道带宽的确切关系为： RB=W(1+α)。 其中，1/1+α为频道利用率，α为低通滤波器的滚降系数，α取值为0时，频带利用率最高，但此时因波形“拖尾”而易造成码间干扰。它的取值一般不小于0.15，以调解频带利用率和波形“拖尾”之间的矛盾。 奈奎斯特定律描述的是无噪声信道的最大数据传输速率（或码元速率）与信道带宽之间的关系。 【香农定理】

WCDMA的每个信道都是5M带宽吗

WCDMA 的每个信道都是5M带宽吗 wcdma 频率规划根据工信部规定，中国联通可用的频段是1940MHz-1955MHz(上行)、2130MHz -2145MHz(下行)，上下行各15MHz。 WCDMA的频点称为UARFCN（UTRA Absolute Radio Frequency Channel Number，UTRA 绝对频点号）。 2.1GHz频段上行频点号为9612～9888，下行频点号为10562～10838，频点除以5就可以得到频点中心对应的频率值（以MHz为单位）。 每个频点间隔为200kHz，与GSM系统兼容。 当然每个频点的带宽远超过200kHz，这与CDMA的频点编号方式类似。 目前联通WCDMA系统下行第一频点号为10713（中心频率2142.6MHz），第二频点号为10688，第三频点号为10663。 上行频点号分别为9763（中心频率1952.6MHz）、9738以及9713。 WCDMA 码片速率= 3.84MHz 扩频因子= 4 则符号速率= 960Kbps 码片速率= 1秒钟传送的比特数 3.84M个

3gpp规定wcdma的UU口帧结构为帧长10ms，每帧15个时隙，每时隙有2560个码片。因此1帧包含的比特数=2560*15=38400bit 因为1帧=10ms 所以码速率= 2560*15/10ms=2560*15/0.01s=2560*15*100=3840000=3.84*1000*1000=3.84Mbit/S 因此 空口速率3。84Mb/S是由wcdma的帧结构所决定的。3gpp规定wcdma的UU 口帧结构为帧长10ms，每帧15个时隙，每时隙有2560个码片。如此算来，2560*15/10ms 即3840/ms换算成标准速率格式即3.84Mb/s。 我们知道wcdma是无线频带传输，即数字基带信号要经过调制变频到合适的频点上、在一定的频带范围内来传输的。 在理想情况下传输一定基带带宽信号用和信号带宽相同的频带带宽就可以了。 实际上，由于形成频带带宽的带通滤波器不可能是理想的矩形，而是常用的钟型，就使得频带带宽要大于基带信号的带宽。 在WCDMA中采用升余弦滚降系数滤波器，滚降系数为0.22， 那么传速率为3.84Mb/s信号的所需带宽为B=3.84（1+0.22）=4.684Mb/s，考虑到频点间要留有一定的保护间隔200K，两头的两个一共是400K，

如何选择合适的示波器带宽

如何选择合适的示波器带宽 来源:安捷伦科技作者:Johnnie Hancock 带宽是大多数工程师在选择一款示波器时首先考虑的参数。本文将为您提供一些有用的窍门，教您如何为您的数字和模拟应用选择合适的示波器带宽。但首先，我们先看看示波器带宽的定义。 示波器带宽的定义 所有示波器都表现出如图1所示的在较高频率处滚降的低通频率响应。大多数带宽参数在1 GHz及以下的示波器通常表现为高斯响应，即具备约从-3 dB频率的三分之一处开始缓慢滚降的特性。而那些带宽规格超过1 GHz的示波器通常则具备最大平坦频率响应，如图2所示。这种频响通常表现为带内响应较平缓，而在约-3 dB频率处滚降较陡。 图1：低通频率响应

图2：最大平坦频率响应 示波器的这两种频率响应各有各的优缺点。具备最大平坦频响的示波器比具备高斯频响的示波器对带内信号的衰减较小，也就是说前者对带内信号的测量更精确。但具备高斯频响的示波器比具备最大平坦频响的示波器对代外信号的衰减小，也就是说在同样的带宽规格下，具备高斯频响的示波器通常具备更快的上升时间。然而，有时对带外信号的衰减大有助于消除那些根据奈奎斯特标准(fMAX < fS)可能造成混迭的高频成分。关于奈奎斯特采样理论更深入的探讨，请参看安捷伦应用笔记1587(Agilent Application Note 1587) 。 不论您手头的示波器具备高斯频响、最大平坦频响还是介于二者之间，我们都将输入信号通过示波器后衰减3 dB时的最低频率视为该示波器的带宽。示波器的带宽和频响可以利用正弦波信号发生器扫频测量得到。信号在示波器-3dB频率处的衰减转换后可表示为约-30%的幅度误差。因此，我们不能奢望对那些主要的频率成分接近示波器带宽的信号进行精确测量。 与示波器带宽规格紧密相关的是其上升时间参数。具备高斯频响的示波器，按照10%到90%的标准衡量，上升时间约为0.35/fBW。具备最大平坦频响的示波器上升时间规格一般在0.4/fBW范围上，随示波器频率滚降特性的陡度不同而有所差异。但我们必须记住的是，示波器的上升时间并非示波器能精确测量的最快的边缘速度，而是当输入信号具备理论上无限快的上升时间(0 ps)时，示波器能够得到的最快边沿速度。尽管实际上这种理论参数不可能测得到，因为脉冲发生器不可能输出边沿无限快的脉冲，但我们可以通过输入一个边沿速度为示波器上升时间规格的3到5倍的脉冲来测量示波器的上升时间。 数字应用需要的示波器带宽 经验告诉我们，示波器的带宽至少应比被测系统最快的数字时钟速率高5倍。如果我们选择的示波器满足这一标准，那么该示波器就能以最小的信号衰减捕捉到被测信号的5次谐波。信号的5次谐波在确定数字信号的整体形状方面非常重要。但如果需要对高速边沿进行精确测量，那么这个简单的公式并未考虑到快速上升和下降沿中包含的实际高频成分。 公式：fBW ≥ 5 x fclk 确定示波器带宽的一个更准确的方法是根据数字信号中存在的最高频率，而不是最大时钟速率。数字信号的最高频率要看设计中最快的边沿速度是多少。因此，我们首先要确定设计中最快的信号的上升和下降时间。这一信息通常可从设计中所用器件的公开说明书中获取。 第一步：确定最快的边沿速度 然后就可以利用一个简单的公式计算信号的最大“实际”频率成分。Howard W. Johnson 博士就此题目写过一本书《高速数字设计》。在书中，他将这一频率成分称为“拐点”频率(fknee)。所有快速边沿的频谱中都包含无限多的频率成分，但其中有一个拐点(或称“knee”)，高于该频率的频率成分对于确定信号的形状就无关紧要了。 第二步：计算fknee fknee = 0.5/RT (10% - 90%) fknee = 0.4/RT (20% - 80%) 对于上升时间特性按照10% 到90%阀值定义的信号而言，拐点频率fknee等于0.5除以信号的上升时间。对上升时间特性按照20% 到80%阀值定义的信号而言(如今的器件规范中通常采用这种定义方式)，fknee等于0.4除以信号的上升时间。但注意不要把此处的信号上升时间与示波器的上升时间规格混淆了，我们这里所说的是实际的信号边沿速度。

传输带宽计算方法

在视频监控系统中，对存储空间容量的大小需求是与画面质量的高低、及视频线路等都有很大关系。下面对视频存储空间大小与传输带宽的之间的计算方法做以介绍。 比特率是指每秒传送的比特(bit)数。单位为bps(BitPerSecond)，比特率越高，传送的数据越大。比特率表示经过编码(压缩)后的音、视频数据每秒钟需要用多少个比特来表示，而比特就是二进制里面最小的单位，要么是0，要么是1。比特率与音、视频压缩的关系，简单的说就是比特率越高，音、视频的质量就越好，但编码后的文件就越大;如果比特率越少则情况刚好相反。 码流(DataRate)是指视频文件在单位时间内使用的数据流量，也叫码率，是视频编码中画面质量控制中最重要的部分。同样分辨率下，视频文件的码流越大，压缩比就越小，画面质量就越高。 上行带宽就是本地上传信息到网络上的带宽。上行速率是指用户电脑向网络发送信息时的数据传输速率，比如用FTP上传文件到网上去，影响上传速度的就是“上行速率”。 下行带宽就是从网络上下载信息的带宽。下行速率是指用户电脑从网络下载信息时的数据传输速率，比如从FTP服务器上文件下载到用户电脑，影响下传速度的就是“下行速率”。 不同的格式的比特率和码流的大小定义表： 传输带宽计算： 比特率大小×摄像机的路数=网络带宽至少大小; 注：监控点的带宽是要求上行的最小限度带宽(监控点将视频信息上传到监控中心);监控中心的带宽是要求下行的最小限度带宽(将监控点的视频信息下载到监控中心);例：电信2Mbps的ADSL宽带，理论上其上行带宽是 512kbps=64kb/s，其下行带宽是2Mbps=256kb/s

例：监控分布在5个不同的地方，各地方的摄像机的路数：n=10(20路)1个监控中心，远程监看及存储视频信息，存储时间为30天。不同视频格式的带宽及存储空间大小计算如下： 地方监控点： CIF视频格式每路摄像头的比特率为512Kbps，即每路摄像头所需的数据传输带宽为512Kbps，10路摄像机所需的数据传输带宽为： 512Kbps(视频格式的比特率)×10(摄像机的路 数)≈5120Kbps=5Mbps(上行带宽) 即：采用CIF视频格式各地方监控所需的网络上行带宽至少为5Mbps; D1视频格式每路摄像头的比特率为1.5Mbps，即每路摄像头所需的数据传输带宽为1.5Mbps，10路摄像机所需的数据传输带宽为： 1.5Mbps(视频格式的比特率)×10(摄像机的路数)=15Mbps(上行带宽) 即：采用D1视频格式各地方监控所需的网络上行带宽至少为15Mbps; 720P(100万像素)的视频格式每路摄像头的比特率为2Mbps，即每路摄像头所需的数据传输带宽为2Mbps，10路摄像机所需的数据传输带宽为： 2Mbps(视频格式的比特率)×10(摄像机的路数)=20Mbps(上行带宽) 即：采用720P的视频格式各地方监控所需的网络上行带宽至少为 20Mbps; 1080P(200万像素)的视频格式每路摄像头的比特率为4Mbps，即每路摄像头所需的数据传输带宽为4Mbps，10路摄像机所需的数据传输带宽为： 4Mbps(视频格式的比特率)×10(摄像机的路数)=40Mbps(上行带宽)