如何快速了解某個(gè)示波器會(huì)產(chǎn)生多少噪聲
2014/2/21  10:06:11

斷開(kāi)所有輸入端與示波器前端的連接,將示波器設(shè)在 50 Ω 輸入路徑。您還可以在 1MΩ 路徑上測(cè)試。啟用適量的采集存儲(chǔ)器,100Kpts 至 1Mpts 就足夠了。示波器啟用無(wú)限余輝,測(cè)量波形的高度。波形越粗,示波器產(chǎn)生的內(nèi)部噪聲就越多。示波器在每個(gè)垂直設(shè)置中具有獨(dú)特的噪聲質(zhì)量。您能夠通過(guò)觀察波形粗細(xì)查看噪聲,還能借助電壓 AC 真有效值測(cè)量來(lái)量化噪聲,以進(jìn)行更多的分析。把垂直設(shè)置更改為更容易敏感的數(shù)值——100 mV 至 10 mv/格——您就能夠看到噪聲按照全量程垂直數(shù)值的百分比增長(zhǎng)。

如果初始信號(hào)過(guò)窄,那么示波器就會(huì)降低噪聲并顯示較窄波形,可生成更好的視圖和測(cè)量結(jié)果。更改您的示波器設(shè)置以降低帶寬,由此消除了可導(dǎo)致信號(hào)過(guò)窄的寬帶噪聲。示波器廠商采取各種方法降低示波器固有噪聲,例如求平均值、高分辨率模式、帶寬限制。噪聲緩解設(shè)置非常適合那些具有低噪聲的示波器。

目標(biāo)信號(hào)既可以具備低噪聲也可以具有很高的噪聲。有時(shí)很難確定示波器上顯示的信號(hào)噪聲來(lái)自于目標(biāo)信號(hào)還是示波器的內(nèi)部噪聲。當(dāng)示波器的 ADC 進(jìn)行信號(hào)數(shù)字化時(shí),ADC 無(wú)法區(qū)分信號(hào)噪聲與示波器內(nèi)部噪聲。它保存 ADC 輸出信號(hào)并顯示相關(guān)數(shù)值。較粗波形能否表示您的測(cè)試信號(hào)或示波器?有幾種方法可以獲得解答。首先,使用前文提到的方法對(duì)示波器的內(nèi)部噪聲進(jìn)行快速評(píng)估。預(yù)計(jì)在每個(gè)采樣點(diǎn)上添加這種偏差。開(kāi)啟無(wú)限余輝,查看波形形狀是否變粗或者不變。 

有趣的是,無(wú)限余輝還能展示示波器噪聲對(duì)目標(biāo)信號(hào)有何影響。對(duì)已知波形進(jìn)行快速測(cè)試,觀察示波器的波形在正常顯示模式和無(wú)限余輝模式下有何不同,由此簡(jiǎn)單了解一下示波器的噪聲和更新速率。具有高噪聲、低更新速率的示波器一開(kāi)始會(huì)顯示細(xì)波形,當(dāng)開(kāi)啟無(wú)限余輝時(shí),它會(huì)生成粗波形。具有高噪聲、高更新速率的示波器將會(huì)立即顯示一個(gè)粗波形——無(wú)論被測(cè)信號(hào)是窄還是寬。具有低噪聲、低更新速率的示波器一開(kāi)始會(huì)顯示細(xì)信號(hào),當(dāng)開(kāi)啟無(wú)限余輝時(shí),信號(hào)保持不變或者變粗(如果目標(biāo)信號(hào)也產(chǎn)生噪聲)。具有低噪聲、高更新速率的示波器一開(kāi)始會(huì)正確顯示目標(biāo)信號(hào),當(dāng)開(kāi)啟無(wú)限余輝時(shí),已顯示波形的粗細(xì)保持不變。

平均值模式一般通過(guò)降低噪聲使波形變細(xì)。平均值模式可使示波器進(jìn)行連續(xù)采集,對(duì)每個(gè)已捕獲的點(diǎn)求平均值,如圖 5 所示。這種方法通過(guò)多次采集求取噪聲平均值,能夠降低示波器整體噪聲。平均值權(quán)衡包括:平均值法還會(huì)求取目標(biāo)信號(hào)值的平均值,并且僅針對(duì)重復(fù)信號(hào)。
高分辨率模式能夠降低噪聲,使波形更清晰地顯示被測(cè)信號(hào),該模式既支持重復(fù)信號(hào),也支持單次捕獲信號(hào)。在高分辨率模式中,示波器對(duì)鄰近樣本求平均值,因而能夠降低整體噪聲。高分辨率模式需要權(quán)衡的一點(diǎn)是:示波器必須對(duì)樣本求平均值,由此得到的平均采樣點(diǎn)的出現(xiàn)頻率會(huì)低于比初始采樣點(diǎn)。這會(huì)降低有效采樣率和整體帶寬。

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