Die Schaltung 1 zeigt einen Operationsverstärker, der auf eine Verstärkung von 20dB eingestellt ist. Seine Aufgabe ist es eine Rechteckspannung mit einem Volt Amplitude auf 10 Volt zu verstärken. Das ist auf den ersten Blick eine leichte Aufgabe, mit zunehmender Frequenz wird auch diese Aufgabe immer schwieriger. Es wurde in der Simulation ein Operationsverstärker ausgewählt der bei den gewählten Übertragungsfrequenzen und Verstärkungen an seine Leistungsgrenzen stößt.

Die Sprungfunktion der Schaltung 1 kann sich sehen lassen, der Verstärker schafft es mit seinem Verstärkungs-Bandbreite-Produkt gerade noch ausreichend schnell dieses 2 MHz Rechteck zu verstärken. Die Verstärkung erfolgt ohne Überschwinger, der Einschwingvorgang erinnert an eine Tiefpaßfunktion erster Ordnung.

Der Frequenzgang von Schaltung 1 als Amplitudengang, Phasengang und Gruppenlaufzeit. Die -3dB Bandbreite liegt bei 4.7MHz, der Phasengang verläuft lange flach  und kippt bei höheren Frequenzen stark ab. Die Gruppenlaufzeit verläuft etwa bis 1 MHz konstant auf 36 ns, danach fällt sie stark ab, im genutzten Frequenzbereich ist nicht konstant.

Schaltung 2 ist die Konstruktion einer Schaltung mit dem selben Operationsverstärker wie in Schaltung 1. Die Schaltung wird der Aussage gerecht, dass bei einem Oszilloskop Vertikalverstärker eine bestmögliche Rechteckübertragung und maximale Bandbreite eines der primären Ziele ist.

Die Sprungfunktion von Schaltung 2 zeigt das Ergebnis falls man bei der Schaltungsentwicklung Wert legt auf ein gutes Rechteck Übertragungsverhalten. Wie im Bericht zur Calibration Fixture erwähnt, zeigen die Ecken im Anstieg die besagten "Rundungen", die sowohl bei der fallenden als auch bei der steigenden Flanke gleich aussehen. Übrigens, aus der Simualation so richtig schöne Rechtecke heraus zu zaubern sieht einfacher aus als es tatsächlich gewesen ist. Hierzu gibt es ein paar Methoden wie man sich dem Ziel annähert, aber das ginge hier zu weit.

Der Frequenzgang von Schaltung 2 als Amplitudengang, Phasengang und Gruppenlaufzeit. Die -3dB Bandbreite liegt nun bei 34 MHz, der Phasengang verläuft zunächst gewöhnlich und kippt bei höheren Frequenzen sehr stark ab. Die Gruppenlaufzeit verläuft ca. bis 30 MHz konstant auf 27 ns, sie steigt danach etwas an und fällt wieder ab, im genutzten Frequenzbereich ist sie als konstant anzusehen.

Der Gewinn an verbessertem Rechteckverhalten ist im direkten Vergleich V(out5) mit V(out6) sichtbar geworden. Die verbesserte Kurvenform bewirkt jedoch einen zeitverzögerten Signaldurchlauf verglichen zur grünen Kurve, beim analogen Oszilloskop spielt das keine Rolle, (da mit der Delay Line vor dem CRT Vertikal Verstärker ohnehin eine Verzögerungszeit erwünscht ist,  die Totzeit der Triggererfassung muss kompensiert werden und damit kann der Triggerzeitpunkt im Signalverlauf auf der CRT sichtbar werden).

Durch die Reihenschaltung der Verstärker entsteht bei V(out5) eine starke Phasenverschiebung der Signale über Frequenz, deutlich sichtbar der Phasengang läuft auf mehrere hundert Grad innerhalb vom Nutzbereich. Die Darstellung mit Phasensprung zeigt, dass die Phase mehrfach die 180 Grad Grenze überschreitet und ein mehrfacher Phasensprung stattfindet. Solch einen Verstärker in einem geschlossenen Regelkreis zu verwenden wäre eine Katastrophe, die mehrfache Phasendrehung würde eine Oszillation sehr begünstigen und in fast allen Fällen auch anregen. Die Vertikalverstärkungskette in einem Oszilloskop ist jedoch kein Regelkreis und daher wären die Phasensprünge für diese Anwendung unbedeutend.

Die wahre Kunstgröße an dieser Schaltung wird in dem vergleichenden Diagramm der Gruppenlaufzeit sichtbar, bei V(out5) verläuft die Gruppenlaufzeit bis in hohe Frequenzbereiche hinein sehr konstant,  bei V(out6) ist der Verlauf der Gruppenlaufzeit vergleichsweise eine Katastrophe, wenn man die Tauglichkeit für ein Oszilloskop Verstärker als dominante Kenngröße heranziehen würde.

Die Sache hat nur einen praktischen Haken, woher kennt man denn bei einem realen Verstärker von einem Messgerät die Anzahl der Stufen und mit welcher RC Charakteristik sie zusammengesetzt sind?, das weiß man nicht, deswegen ist es sinnvoller beim Zahlenwert 0.35 zu bleiben, der auch von manchen Oszilloskop Herstellern immer wieder aufs Neue für Bandbreiten Berechnungen aus Anstiegszeiten herangezogen wird. Diese Zahl hat sich angeblich immer wieder in der Praxis bestätigt. Ich persönlich habe diesen Zusammenhang noch nie in einer größeren Messreihe nachgemessen, weiß daher nicht wie verlässlich er tatsächlich ist, vertraue aber in dieser Sache den Erfahrungswerten der Hersteller, die manchmal mit dieser Methode arbeiten und bei manchen schnellen Geräten und Einschüben sogar nach dieser Methode spezifizieren.