理解穩(wěn)態(tài)直流信號加到電壓表上的情況在概念上沒有什么困難。然而，如果該信號具有時(shí)變的分量，例如在直流信號上疊加了交流信號，儀表就將跟隨該變化的信號，并表示出該輸入信號的瞬時(shí)幅度。當(dāng)交流分量的頻率增加時(shí)，直流儀表的響應(yīng)就會變得不夠快，直到在某一頻率時(shí)，儀表只能顯示出輸入電壓的平均值。電壓表對交流信號的響應(yīng)降低 到70%時(shí)的頻率常常稱為“3dB點(diǎn)”(f3dB)。數(shù)字多用表的帶寬粗略地為其顯示讀數(shù)的變換速率(每秒鐘的讀數(shù)次數(shù))的一半。除了將數(shù)字量重新變換為模擬信號的情況，儀表模擬輸出的帶寬一般要寬得多。

　　帶寬說明了儀器在某一頻率范圍內(nèi)響應(yīng)時(shí)變信號的能力。儀器響應(yīng)速度的另一種度量方法是其響應(yīng)階躍函數(shù)信號的能力。這種響應(yīng)的典型度量是儀器的上升時(shí)間。帶寬或上升時(shí)間可以用來說明儀器對時(shí)變信號的響應(yīng)情況。

　　模擬儀器(或模擬輸出)的上升時(shí)間一般定義為輸入信號從零立即上升到某一固定值時(shí)，輸出信號從最終值的10%上升到90%所需要的時(shí)間。此關(guān)系示于圖2-46。圖2-46a示出假定上升時(shí)間為零的階躍函數(shù)，而圖2-46b示出儀器的響應(yīng)及相應(yīng)的上升時(shí)間。單極點(diǎn)系統(tǒng)(1階系統(tǒng))的上升時(shí)間、頻率響應(yīng)和RC常數(shù)是有關(guān)聯(lián)的。3dB點(diǎn)由下式給出：

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　　上升時(shí)間( )與RC時(shí)間常數(shù)的關(guān)系如下：

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　　例如，源電阻為1TΩ、電容為100pF的電路的上升時(shí)間大約為：

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　　使用上述RC和f3dB的關(guān)系，可以看到：

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　　因此， 1TΩ的源電阻和100pF的電容將帶寬限制在：

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　　當(dāng)上升時(shí)間和測量周期的數(shù)量級相同時(shí)，就會影響測量的準(zhǔn)確度。如果獲取讀數(shù)前允許的時(shí)間等于上升時(shí)間，將會產(chǎn)生大約10%的誤差，因?yàn)樾盘栔荒苌仙狡渥罱K值的90%。為了降低誤差，必須等待更長的時(shí)間。為使誤差降低到1%，必須等待大約兩倍的上升時(shí)間。而為了使誤差降低到0.1%，則必須等待大約三倍的上升時(shí)間(或者接近7倍時(shí)間常數(shù)的時(shí)間)。

　　在要求的誤差優(yōu)于0.1%(有的時(shí)候是1%)的情況下，二極點(diǎn)效應(yīng)開始起作用。例如，由于絕緣體的介電吸收和其它的二階效應(yīng)，為了達(dá)到最終值的0.01%，一般需要4倍以上上升時(shí)間的時(shí)間長度。

　　總的來說，由于頻率響應(yīng)和上升時(shí)間直接有關(guān)，模擬儀器(或者大多數(shù)數(shù)字儀器的模擬輸出)對于變化的輸入信號的響應(yīng)是其帶寬的函數(shù)。為了確保準(zhǔn)確的測量結(jié)果，在加入輸入信號之后，必須允許足夠的建立時(shí)間，以便使源、儀器的連接以及儀器本身建立到其穩(wěn)定的狀態(tài)。 function ImgZoom(Id)//重新設(shè)置圖片大小 防止撐破表格 { var w = $(Id).width; var m = 650; if(w

　　輸入電容對上升時(shí)間和噪聲的影響

　　電壓測量

　　在對高阻抗源進(jìn)行電壓測量時(shí)(圖2-47)，電壓表(VM)兩端的電容(CIN)必須通過RS充電。輸出電壓對時(shí)間的函數(shù)關(guān)系為：

　　VM = VS (1-e-t/RSCIN)

　　其中：VM = 在t秒時(shí)電壓表的讀數(shù)

　　VS = 階躍函數(shù)電壓源

　　t = 階躍發(fā)生后的時(shí)間秒數(shù)

　　RS = 以歐姆為單位的等效串聯(lián)電阻

　　CIN = 以法拉為單位的等效并聯(lián)電容(儀器的電容加電纜的電容)

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　　這樣就得到了圖2-48所示的熟悉的指數(shù)曲線。要獲得準(zhǔn)確的讀數(shù)就必須等待4到5倍時(shí)間常數(shù)的時(shí)間。在大數(shù)值電阻和電容的情況下，上升時(shí)間可能達(dá)到數(shù)分鐘。加大并聯(lián)電容雖然增加了上升時(shí)間，但是由于降低了電壓表的有效帶寬，所以就濾掉了由源和互連電纜產(chǎn)生的噪聲。

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