示波器波形展示了真實(shí)的電子信號,。在評估示波器性能時(shí),，可以考察它顯示與目標(biāo)信號形狀相同的波形的能力。假設(shè)示波器具備足夠的基本技術(shù)指標(biāo)-——例如帶寬,、采樣率和等頻率響應(yīng),，示波器應(yīng)當(dāng)顯示粗波形還是細(xì)波形更好一些？這個(gè)問題的答案與大部分工程學(xué)問題一樣：“視具體情況而定”,。
小編現(xiàn)在帶大家研究一下示波器和信號的屬性，這些屬性有助于用戶確定是粗波形還是細(xì)波形,。兩個(gè)關(guān)鍵屬性可使用戶了解他們的示波器顯示目標(biāo)信號的能力,，分別是更新速率和噪聲。
更新速率對波形粗細(xì)的影響
讓我們看一個(gè)簡單示例,。圖1的上半部分顯示了兩款廠商生產(chǎn)的帶寬相等的示波器,，示波器持續(xù)運(yùn)行并與*相同的10 MHz正弦波連接,。其中一款示波器顯示了較粗的波形，另一款顯示了較細(xì)的波形,。這會導(dǎo)致測量值的不同,。兩款示波器的區(qū)別之一就是更新速率。使用相同的設(shè)置,，其中一款示波器的更新速率為每秒鐘100萬個(gè)波形,，比另一款示波器的更新速率快16000倍。
這一點(diǎn)對波形有何影響,？圖1的下半部分顯示了當(dāng)開啟無限余輝時(shí)，連接同一個(gè)信號的兩款示波器會如何顯示,。兩款示波器都會構(gòu)建更長持續(xù)時(shí)間的圖像,。10 秒鐘后，示波器顯示了相同的波形形狀與波形粗細(xì),。在這種情況下,，數(shù)據(jù)速率更高的初始示波器能夠顯示更粗的波形,，更清晰地表現(xiàn)每個(gè)示波器的顯示內(nèi)容。通過開啟無限余輝,，我們能夠快速進(jìn)行評估,。
上圖兩款具有同等帶寬和近似噪聲的示波器連接到同一個(gè)信號。兩款示波器的噪聲類似,。上面截圖顯示了泰克 DPO5104A，它具有極窄的波形,，提供更多細(xì)節(jié),。是德DSOX4104A 顯示的波形較寬。為什么有這種區(qū)別,？原因在于更新速率。兩款示波器連接到同一個(gè)信號,，采用相同的設(shè)置
開啟無限余輝并等待10秒,。兩款示波器顯示同樣粗細(xì)的波形。安捷倫示波器的更新速率為 100萬個(gè)波形/秒,，而泰克示波器在常規(guī)模式下的更新速率僅為60個(gè)波形/秒。波形粗細(xì)與示波器向初始信號中添加的噪聲數(shù)量有關(guān),。
示波器噪聲對波形粗細(xì)的影響
示波器測量的精度如何,？通常從水平時(shí)基的角度看，示波器的測量精度*,，但從垂直時(shí)基的角度上看,，精度就會顯著降低。原因是什么,？一個(gè)主要原因是噪聲對測量帶來的干擾。示波器生成的內(nèi)部噪聲與被測信號耦合,，由此造成信號卷積,，噪聲在連續(xù)樣本中進(jìn)行數(shù)字化、存儲,、處理和顯示,。示波器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器無法區(qū)分由示波器產(chǎn)生的噪聲和由實(shí)際目標(biāo)信號產(chǎn)生的噪聲。但是,，您可以運(yùn)行一個(gè)簡單的測試,，以確定您的示波器對信號添加了多少噪聲,。采取特定的設(shè)置組合，快速確定您的示波器將會產(chǎn)生多少噪聲,，并對兩款示波器進(jìn)行簡單對比,。
上圖更新速率相同的兩款示波器連接到同一個(gè)信號。兩者所顯示的波形粗細(xì)大為不同。原因何在,？4GHz 示波器的噪聲高于500MHz示波器。粗細(xì)不同的原因在于噪聲,。
上圖顯示了兩款示波器正在查看同一個(gè)10MHz正弦波,。其中一個(gè)示波器顯示了更粗的波形。根據(jù)前文的示例,，示波器是否因?yàn)榫邆涓斓母滤俾什拍茱@示更粗的波形,？答案是否定的。兩款示波器在開啟無限余輝時(shí)具備相同的更新速率,，其中一款示波器仍將顯示更粗的波形,，而另一款則是顯示較細(xì)波形,。區(qū)別在于,，其中一款示波器的噪聲遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于另一款示波器,，噪聲差值會生成更寬的信號,。其它的噪聲源包括位于測試設(shè)置中的有源和無源探頭,。有源探頭一般使用示波器通道中的50?信號路徑，這些路徑的噪聲低于1M?信號路徑,。
如何快速了解某個(gè)示波器會產(chǎn)生多少噪聲,？大部分示波器廠商會對特定型號進(jìn)行噪聲表征，并在產(chǎn)品技術(shù)資料中包含這些數(shù)值,。如果廠商未提供,，您可以主動申請或自行查找。幾秒鐘即可完成測量,。
斷開所有輸入端與示波器前端的連接，將示波器設(shè)在50?輸入路徑,。您還可以在1M? 路徑上測試,。啟用適量的采集存儲器，100Kpts至1Mpts就足夠了,。示波器啟用無限余輝,，測量波形的高度。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*的噪聲質(zhì)量。您能夠通過觀察波形粗細(xì)查看噪聲,，還能借助電壓AC真有效值測量來量化噪聲,，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—100mV至10mv/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,，如下圖所示,。
上圖快速表征示波器的噪聲。斷開所有輸入端,。針對每個(gè)垂直設(shè)置中的通道進(jìn)行VrmsAC 測量,。如果初始信號過窄，那么示波器就會降低噪聲并顯示較窄波形,，可生成更好的視圖和測量結(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)致信號過窄的寬帶噪聲,。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,。
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