Das Front-End eines Oszilloskops besteht aus zwei Komponenten: einem analogen Eingangspfad und einem A/D-Wandler. Im analogen Eingangspfad wird das Signal gedämpft, verstärkt, gefiltert und/oder es wird gekoppelt, um es in Vorbereitung auf die Digitalisierung durch den A/D-Wandler zu optimieren. Der A/D-Wandler tastet den konditionierten Signalverlauf ab und wandelt das analoge Eingangssignal in digitale Werte um, die das analoge Eingangssignal repräsentieren. Der Frequenzgang des Eingangspfads verursacht einen inhärenten Verlust von Amplituden- und Phaseninformationen.
Abbildung 1: Die Bandbreite beschreibt den Frequenzbereich, in dem das Eingangssignal durch das Front-End eines Oszilloskops geleitet werden kann, das aus zwei Komponenten besteht: einem analogen Eingangspfad und einem A/D-Wandler.
Die Bandbreite beschreibt die Fähigkeit des analogen Front-Ends, ein Signal unter minimalem Amplitudenverlust an den A/D-Wandler zu leiten - beispielsweise ein Signal von der Spitze der Sonde oder einer Prüfvorrichtung an den Eingang des A/D-Wandlers. Anders ausgedrückt: Mit der Bandbreite wird der Bereich der Frequenzen beschrieben, die mit einem Oszilloskop korrekt gemessen werden können.
Dieser ist definiert als die Frequenz, bei welcher ein sinusförmiges Eingangsignals auf 70,7 % seiner Originalgröße abgeschwächt wird (auch als -3-dB-Grenze-bezeichnet).
Abbildungen 2 und 3 zeigen das typische Antwortsignal für ein 100-MHz-Oszilloskop.
Abbildung 2: Bandbreite ist, wenn das Eingangssignal auf 70,7 Prozent seiner ursprünglichen Amplitude gedämpft ist.
Abbildung 3: Dieser Graph zeigt, dass das Eingangssignal die -3-dB-Grenze bei 100 MHz erreicht.
Die Bandbreite wird an der Stelle zwischen den unteren und oberen Frequenzpunkten gemessen, wo die Signalamplitude auf -3 dB unterhalb der Durchlassfrequenz fällt. Dies klingt kompliziert, ist aber in einer Schritt-für-Schritt-Anleitung leicht zu verstehen.
Zuerst müssen Sie Ihren -3-db-Wert berechnen.
Gleichung 1: Berechnen des -3-dB-Punkts
Uin,ppist die Spitze-Spitze-Spannung des Eingangssignals und Uout,pp ist die Spitze-Spitze-Spannung des Ausgangssignals. Beispielsweise kann bei Eingabe einer 1-V-Sinusschwingung die Ausgangsspannung als 
berechnet werden, also ist 
.
Da es sich beim Eingangssignal um eine Sinusschwingung handelt, gibt es zwei Frequenzen, bei denen das Ausgangssignal diese Spannung erreicht; diese werden als Eckfrequenzen f1 und f2 bezeichnet. Für diese zwei Frequenzen gibt es viele unterschiedliche Namen, wie Eckfrequenz, Grenzfrequenz, Übergangsfrequenz, Halbwertsfrequenz, 3-dB-Frequenz und Abbruchfrequenz. All diese Begriffe beziehen sich jedoch auf die gleichen Werte. Die Mittenfrequenz des Signals, f0, ist der geometrische Mittelwert von f1 und f2.
Gleichung 2: Berechnen der Mittenfrequenz
Sie können die Bandbreite (BW) berechnen, indem Sie die zwei Eckfrequenzen subtrahieren.
Gleichung 3: Berechnen der Bandbreite
Abbildung 4: Die Bandbreite, die Eckfrequenz, die Mittenfrequenz und der 3-dB-Punkt sind alle miteinander verbunden.
Berechnen des Amplitudenfehlers
Eine weitere nützliche Gleichung ist die Gleichung zum Berechnen von Amplitudenfehlern.
Gleichung 4: Berechnen des Amplitudenfehlers
Der Amplitudenfehler wird als Prozentsatz ausgedrückt und R ist das Verhältnis der Bandbreite des Oszilloskops zur Eingangssignalfrequenz (fin).
Im oben gezeigten Beispiel haben Sie ein 100-MHz-Oszilloskop mit einer 100-MHs-Sinusschwingung als Eingangssignal von 1 V, und einer BW = 100 MHz und fin= 100 MHz. Das bedeutet, dass R = 1 ist. Sie müssen dann lediglich die folgende Gleichung lösen:
Der Amplitudenfehler ist 29,3 Prozent. Danach können Sie die Ausgangsspannung für das 1-V-Signal bestimmen:
Es wird empfohlen, dass die Bandbreite Ihres Oszilloskops drei bis fünfmal höher als die höchste zu untersuchende Frequenzkomponente im gemessenen Signal ist, um das Signal mit nur minimalem Amplitudenfehler zu erfassen. Beispielsweise sollten Sie für die 1-V-Sinusschwingung bei 100 MHz ein Oszilloskop mit einer Bandbreite von 300 bis 500 MHz verwenden. Amplitudenfehler eines 100-MHz-Signals bei diesen Bandbreiten sind:
Berechnen der Anstiegszeit
Ein Oszilloskop benötigt neben der entsprechenden Bandbreite zum akkuraten Messen des Signals auch eine ausreichende Anstiegszeit, um die Details bei schnellen Übergängen korrekt zu erfassen. Das trifft vor allem auf Messungen von digitalen Signalen wie Impulsen und Schritten zu. Die Anstiegszeit eines Eingangssignals ist die Zeit, die ein Signal für den Übergang von 10 Prozent auf 90 der maximalen Signalamplitude benötigt. Ziehen Sie zur Sicherheit Ihr Benutzerhandbuch hinzu, da manche Oszilloskope 20 bis 80 Prozent benötigen.
Abbildung 5: Die Anstiegszeit eines Eingangssignals ist die Zeit, die ein Signal für den Übergang von 10 Prozent auf 90 der maximalen Signalamplitude benötigt.
Die Anstiegszeit (Tr) kann wie folgt berechnet werden:
Gleichung 5: Berechnen der Anstiegszeit
Die Konstante "k" ist vom Oszilloskop abhängig. Für die meisten Oszilloskope mit einer Bandbreite von weniger als 1 GHz ist k = 0,35 typisch, während Oszilloskope mit einer Bandbreite von größer als 1 GHz normalerweise einen Wert zwischen 0,4 und 0,45 für k aufweisen.
Die theoretische Anstiegszeit 
kann aus der Anstiegszeit des Oszilloskops 
und der tatsächlichen Anstiegszeit des Eingangssignals berechnet werden
.
Gleichung 6: Berechnen der theoretischen Anstiegszeit
Es wird empfohlen, dass die Anstiegszeit des Oszilloskops ein Drittel bis ein Fünftel der Anstiegszeit des gemessenen Signals beträgt, um das Signal mit nur einem minimalen Anstiegszeitfehler zu erfassen.
