為什么100v幅值的情況下示波器把方波顯示為正弦波

100V 幅值的方波被示波器顯示為正弦波，核心原因是示波器或探頭的帶寬不足，無法還原方波的高頻諧波成分，導(dǎo)致信號失真。

具體原理

方波并非單一頻率的信號，而是由基波+ 無數(shù)奇次諧波疊加而成（傅里葉級數(shù)分解）。以 1kHz 方波為例：

基波頻率為 1kHz，振幅占主導(dǎo)；

還包含 3kHz、5kHz、7kHz…… 等諧波，諧波頻率越高，振幅越小，但這些高頻成分是方波 “棱角” 的關(guān)鍵。

示波器和探頭都有帶寬參數(shù)，帶寬決定了設(shè)備能不失真?zhèn)鬏數(shù)淖罡哳l率。當(dāng)帶寬低于方波的高次諧波頻率時：

高頻諧波會被大幅衰減甚至濾除；

僅剩的基波和低頻諧波疊加后，波形會失去陡峭的上升沿 / 下降沿，逐漸趨近于正弦波。

其他關(guān)鍵影響因素

1.探頭的額定電壓與衰減比

普通無源探頭的衰減比（如 10:1）對應(yīng)額定輸入電壓，若 100V 幅值超出探頭的耐壓范圍，會導(dǎo)致探頭內(nèi)部元件非線性失真，也可能讓方波變成類正弦波。

例：10:1 無源探頭額定電壓多為 300V~600V（峰值），100V 幅值理論在范圍內(nèi)，但劣質(zhì)探頭可能因絕緣或阻抗不匹配失真。

2.示波器輸入阻抗與耦合方式

若示波器輸入阻抗設(shè)置過低（如 50Ω 而非 1MΩ），與探頭阻抗不匹配，會引發(fā)信號反射和衰減，破壞方波形態(tài)；

交流耦合模式下，耦合電容對低頻信號有衰減，但對 100V 方波的影響通常小于帶寬不足的影響。

3.信號源本身的問題

信號發(fā)生器輸出的方波，若其自身帶寬不足或帶負(fù)載能力差，接示波器后可能因負(fù)載牽引導(dǎo)致波形畸變，表現(xiàn)為正弦波化。

驗(yàn)證與解決方法

1.檢查帶寬參數(shù)：確認(rèn)示波器帶寬 ≥ 方波頻率的5~10 倍（行業(yè)經(jīng)驗(yàn)值），探頭帶寬需與示波器匹配；

2.核對探頭衰減比：將探頭衰減比（如 10:1）同步設(shè)置到示波器中，避免因幅值計(jì)算錯誤誤判波形；

3.測試低幅值方波：降低信號源幅值至 10V 左右，若波形恢復(fù)為方波，說明高幅值下探頭或示波器存在非線性失真。

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