パルス波形を正確に測定するためにはパルスの形状、変化速度（立ち上がり、立ち下がり時間）に応じた性能の機器が必要です。
ここでは実測結果を見ながら考察します。
図1は周波数帯域制限20MHz（実測値29.5MHz）のオシロスコープにて立ち下がり時間10nsのパルスを測定した結果です。立下り時間の期待値10nsですが結果は15.5ns、55%大きな値になっています。
オシロスコープの周波数帯域が足りないことは明らかですが、ではどの程度の周波数帯域があれば良いのでしょうか？
図1 オシロスコープの周波数帯域はパルスの再現性に影響する
図2上は概ね周波数帯域が2.5GHz以下の汎用オシロスコープの周波数特性と周波数帯域を表したものです。
周波数特性はDCから平坦ですが周波数の上昇にともない感度が徐々に低下します。
そして-3dB低下（振幅が約70%）する周波数が周波数帯域になります。
概ね周波数帯域の25～30%までは周波数特性は平坦で、一般的にガウシャン特性に近似しています。
オシロスコープは信号の時間変化を観測する計測器ですから応答特性が大切です。
図2 ガウシャン特性のオシロスコープの周波数特性とパルス応答
図2下は立ち上がり時間ゼロ（実際は十分に速いパルスで確認します）のステップ応答特性です。レベルが振幅の10%から90%まで変化する時間、立ち上がり時間Trと周波数帯域BWの間には
の関係があります。
周波数帯域 100MHzのオシロスコープでは立ち上がり時間は上式から3.5nsになります。（オシロスコープの周波数帯域と立ち上がり時間についてはデータシートに記載されています。最近ではガウシャン特性から多少外れた特性のオシロスコープもあり、その場合定数350は多少異なります。）
図3 周波数帯域 100MHzの場合の立ち上がり時間
さて現実には有限の立ち上がり時間のパルスを測定するわけですから、オシロスコープ本体の立ち上がり特性が測定結果に及ぼす影響を考察しましょう。
測定する入力信号の立ち上がり時間をTs、オシロスコープ立ち上がり時間をTo、そして測定結果をTrとするとガウシャン系では図4の結果になります。
図4 パルスの再現性にオシロスコープの周波数帯域が与える影響
周波数帯域 100MHzのオシロスコープで立ち上がり時間10nsのパルスを測定した場合の結果は10.6ns、誤差6%になります。
図6 オシロスコープの立ち上がり時間がパルスの立ち上がり時間に近くなると
オシロスコープの周波数帯域の影響はゼロにはなりませんが、誤差をどこまで許容できるでしょうか。
図7で測定する信号の立ち上がり時間と測定系(オシロスコープ)の立ち上がり時間の比率と測定誤差の関係を示します。
比率を1:4以下にすれば誤差は3%以内になります。この辺りが実用的な範囲になります。
図7 立ち上がり時間の測定で誤差をどの程度見込めるのか
さてパルス波は基本波成分と高次の高調波成分に分解できますが、高調波成分は周波数帯域に影響されます。
図8は周波数10MHz、立ち上がり時間2nsのパルスを取込み、FFT解析した結果です。
第35次高調波成分（350MHz）が基本波の1/100程確認できます。
使用したオシロスコープの周波数帯域は500MHzのため、本来はもう少し高いと思われます。
図8 立ち上がり時間2nsのパルスの周波数成分
ここでは周波数1MHzのパルスの立ち上がり時間を変えながら、高調波成分がどの様に変化するか調べます。
図9は立ち上がり時間が10nsの場合です。第29高調波（29MHz）まで確認できますが、レベル的には-32db（1/40）です。
図9 立ち上がり時間10nsのパルスの周波数成分
図10立ち上がり時間40nsのパルスの周波数成分
立ち上がり時間が100nsまで増加するとパルス形状も台形になりますが、第5高調波まで確認できます。
図11 立ち上がり時間100nsのパルスの周波数成分
USBやEthernet、ＰＣＩｅ等の高速シリアルバスでは波形は大きく鈍っています。
そのため第5高調波までカバーできる周波数帯域が必要といわれますが、この実験結果からも頷けるところです。