오실로스코프 용어 - 주파수 대역폭(Bandwidth)

일반적으로 증폭기 또는 기타 회로의 게인(Gain)이 3dB 이상 변하지 않는 범위의 주파수를 주파수 대역폭으로 정의합니다. 오실로스코프나 프로브와 같은 측정 장치의 기본 사양으로 제시되며, 계측기의 입력 대비 출력의 비를 dB로 표시합니다.

 

아날로그 주파수 대역폭 Analog Bandwidth

앰프나 전자 회로에 정현파의 주파수를 변화시키면서 입력과 출력의 크기를 비교하여 -3dB(0.707, 약 30%) 만큼 출력/입력이 차이나는 지점의 주파수를 그 시스템의 대역폭으로 정의합니다. 오실로스코프에서는 정현파보다는 구형파 또는 펄스파를 측정, 관측하는 일이 더 빈번합니다. 구형파의 경우 정현파의 합으로 구성되어 있으므로, 측정 대상 신호를 정확하게 분석하기 위해서는 측정 대상 신호의 대역폭보다 5배 이상 높은 대역폭을 갖는 오실로스코프와  프로브를 선택하는 것이 좋습니다.

 

 

 

시스템 주파수 대역폭 System Bandwidth

두 개 이상의 시스템(오실로스코프 + 프로브)이 연결된 상태를 케스케이드라고 부르며, 앞에 연결된 장비 또는 장치의 시스템이 뒤에 연결된 장치에 영향을 주게됩니다. 예를 들어, 500MHz 대역폭을 가진 프로브와 500MHz 대역폭을 가진 오실로스코프를 연결하게되면, 두 시스템이 연결된 전체 시스템의 경우,약 350MHz의 대역폭을 갖습니다. 텔레다인르크로이의 경우, 오실로스코프와 같이 제공되는 프로브들은 전체 시스템 대역폭을 사양에 표시합니다.

 

 

위의 이미지에서는 20GHz 프로브와 20GHz 오실로스코프가 케스케이드 형태로 연결된 예를 보이고 있습니다. 오른쪽 아래의 Bode Plot은 단일 시스템의 대역폭(파랑색) 필터의 형태와 두 시스템이 연결된 상태의 플롯(빨강색) 플롯을 보이고 있습니다. 전체 시스템은 20GHz * 0.7 = 14GHz의 성능이 발휘되고 있음을 알 수 있습니다.

상승시간과 주파수 대역폭 관계

시스템의 응답 특성을 파악할 때, 임펄스를 전송하고 그에 대한 응답을 파악할 수 있다. 스텝 펄스는 임펄스의 적분형태이며, 스텝 펄스를 사용하여 그 응답을 확인할 수 있습니다. 따라서, 간단하게 시스템의 응답 특성을 파악할 때 상승시간과 대역폭에 의한 관계를 파악함으로써 쉽고 간단하게 정확한 시스템의 특성을 파악할  수 있습니다.

 

 

0.35라는 상수는 RC 회로의 시정수에서 산출할 수 있는 값입니다.

 

 

 

f2는 3dB 점의 주파수 이므로, Risetime = 0.35 / Bandwidth 또는 Bandwidth = 0.35/Tr  로 단순화 하여 계산할 수 있습니다.

Throughput

기타 데이터 통신에서 데이터를 처리할 수 있는 능력을 나타내는 척도로써의 대역폭을 말하는 경우가 있습니다. 이것은 네트워크나 데이터를 전달하는 채널이 초당 처리할 수 있는 최대의 데이터 처리 능력을 나타내며, 최대로 전송할 수 있는 명목상 또는 이론상의 최대 전송 속도를 나타내기도 합니다. 대역폭이 넓으면 고속 데이터 전송이 가능합니다.  단위는 초당 처리가능한 비트 수로 나타냅니다.

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견적 및 개발문의 글쓰기 | CTI KOREA

 

출처 - 텔레다인르크로이