噪聲是一種無處不在的常見問題。幾乎處理電路的每個(gè)人都要用一定的時(shí)間處理噪聲,，要么找到噪聲來源修復(fù)它，要么減少噪聲對(duì)測(cè)量的影響,。

噪聲可能來自*的來源,，包括設(shè)計(jì)內(nèi)部來源或外部來源，噪聲會(huì)擋住感興趣的信號(hào),。您可能在測(cè)量低壓(mV)信號(hào)方面正碰到麻煩,，如在雷達(dá)傳輸或心臟監(jiān)測(cè)儀中。噪聲會(huì)使您很難找到信號(hào)的實(shí)際電壓,，可能會(huì)提高抖動(dòng),，很難進(jìn)行定時(shí)測(cè)量。您可能需要干凈的沒有噪聲的軌跡,，把重點(diǎn)放在設(shè)計(jì)中預(yù)計(jì)的信號(hào)上,。干凈的軌跡可以用于報(bào)告和文檔，清楚地顯示設(shè)計(jì)運(yùn)行情況,。  

      您的示波器提供了相應(yīng)的功能和工具,，幫助您處理噪聲。本應(yīng)用指南將回顧常用的示波器功能,，以在測(cè)量過程中降低噪聲,，包括只有泰克MSO2000 和DPO2000系列示波器上才提供的創(chuàng)新工具。通過FilterVuTM 可變低通濾波器,，您可以從信號(hào)中濾掉不想要的噪聲,，同時(shí)仍直到示波器的全部帶寬，捕獲意想不到的毛刺,，使您把重點(diǎn)放在感興趣的信號(hào)上，而不會(huì)漏掉關(guān)鍵的高頻事件,。

使用示波器測(cè)量有噪聲的信號(hào)

1,、要求穩(wěn)定觸發(fā)

在分析信號(hào)前，您需要穩(wěn)定的顯示,，如果信號(hào)有噪聲,，穩(wěn)定的顯示可能是一個(gè)問題，進(jìn)而很難創(chuàng)建穩(wěn)定觸發(fā),。大多數(shù)示波器擁有多種功能,，幫助您解決這個(gè)問題。  

通常情況下，創(chuàng)建穩(wěn)定觸發(fā)的di一步是測(cè)試哪種觸發(fā)耦合模式效果,。泰克許多示波器提供了高頻(HF)抑制,、低頻(LF)抑制和噪聲抑制觸發(fā)耦合選項(xiàng)，每種選項(xiàng)都可以用來為信號(hào)創(chuàng)建穩(wěn)定觸發(fā),。  

HF Reject 在觸發(fā)路徑上執(zhí)行低通濾波,，力圖忽略任何高頻不穩(wěn)定性或噪聲。LF Reject 在觸發(fā)路徑上執(zhí)行高通濾波,，力圖防止低頻信號(hào)產(chǎn)生噪聲,。Noise Reject提高要求的觸發(fā)粘滯值，防止隨機(jī)噪聲導(dǎo)致觸發(fā),?？赡芎茈y預(yù)測(cè)這些模式怎樣影響您的特定信號(hào)，在必要時(shí)逐個(gè)試試,，以保持穩(wěn)定觸發(fā),。大多數(shù)示波器中的觸發(fā)系統(tǒng)還提供觸發(fā)釋抑控制。這種控制只允許在用戶的延遲定時(shí)器之后觸發(fā),。如果信號(hào)是重復(fù)的,，試著調(diào)節(jié)觸發(fā)釋抑，忽略某些假觸發(fā),。  

如果觸發(fā)仍不穩(wěn)定,，大多數(shù)示波器提供了一個(gè)帶寬限制濾波器，使信號(hào)傳送通過低通濾波器,。低通濾波器一般只提供幾種頻率設(shè)置,，通常不低于20MHz。對(duì)許多應(yīng)用來說,，如調(diào)試電源問題,，這種設(shè)置可能不夠低。試試不同的帶寬設(shè)置,，直到實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定觸發(fā),。

2、降低顯示的信號(hào)上的噪聲

一旦獲得穩(wěn)定觸發(fā),，可以進(jìn)一步在示波器上調(diào)節(jié)噪聲顯示,。有多種工具可以完成這一點(diǎn)：帶寬限制濾波器(如前所述)、平均采集模式,、HiRes 采集模式和FilterVu 低通濾波器,，F(xiàn)ilterVu 低通濾波器是泰克MSO/DPO2000 系列示波器上提供的一種新功能。

3,、帶寬限制濾波

帶寬極限濾波器把示波器的帶寬降低到選擇的頻率,。也就是說,，高于選定頻率的頻率將從觸發(fā)路徑及采集和顯示路徑中衰減或*去掉。帶寬限制濾波器不僅可以用來保持穩(wěn)定觸發(fā),，還可以用來降低示波器上顯示的噪聲數(shù)量,。

使用帶寬限制濾波器是降低示波器中噪聲的zui簡(jiǎn)單的方式之一，如果所有不想要的噪聲頻率都高于固定截止頻率,，那么特別適合使用帶寬限制濾波器,。但是，它也會(huì)去掉可能發(fā)生的任何高速毛刺,。示波器提供的帶寬限制設(shè)置一般非常有限,，標(biāo)準(zhǔn)選項(xiàng)包括250MHz和20MHz。

4,、平均采集模式

平均采集模式進(jìn)行若干個(gè)完整的采集,，逐點(diǎn)進(jìn)行平均，獲得采集中每個(gè)時(shí)間樣點(diǎn)的平均電壓,。用戶可以調(diào)節(jié)平均包括的采集數(shù)量,。噪聲在采集之間一般是隨機(jī)的，有時(shí)上升,，有時(shí)下降,。這些隨機(jī)變化在數(shù)量足夠多的采集中平均時(shí)，它們將抵消,，在屏幕上產(chǎn)生穩(wěn)定的信號(hào),。為利用平均采集模式，您的波形必須是重復(fù)的,。不重復(fù)的波形或單次事件不能平均,。  

平均采集模式會(huì)降低各類不相關(guān)的信號(hào)和隨機(jī)噪聲，即使頻率非常低,。此外,，它適用于所有示波器時(shí)間/ 格設(shè)置。

由于必須采集多個(gè)波形,，才能創(chuàng)建一個(gè)平均后的波形,，因此在輸入信號(hào)變化或前面板旋鈕變化時(shí)，顯示畫面更新速度可能會(huì)很慢,。這意味著可能會(huì)漏掉偶發(fā)的毛刺,。  

在某些應(yīng)用中，平均采集模式要優(yōu)于帶寬限制濾波器,，因?yàn)榭梢允褂檬静ㄆ鞯娜繋挘东@高頻重復(fù)事件,。

降低噪聲：帶寬限制濾波器和平均采集模式

默認(rèn)采集和小的電壓正弦波顯示畫面,。注意信號(hào)的噪聲為30mV。

帶寬限制濾波器設(shè)為20 MHz。注意噪聲數(shù)量已經(jīng)大大減少,。這表明部分噪聲量大于20 MHz,，但仍有部分頻率較低的噪聲。

平均32 次的平均采集模式,。注意正弦波非常干凈,，幾乎沒有噪聲。平均可以去掉所有頻率的隨機(jī)噪聲,。

5,、HiRes采集模式

某些示波器包括HiRes 采集模式，這種模式與平均采集模式類似,，因?yàn)樗褂闷骄肼?。HiRes 在每個(gè)采集上執(zhí)行矩形波串平均，平均采集的一個(gè)波形內(nèi)的多個(gè)相鄰樣點(diǎn),，產(chǎn)生一個(gè)平均后的樣點(diǎn),。這會(huì)降低高頻噪聲，因?yàn)槠骄梢缘窒肼曇鸬碾妷焊咚僮兓?。它還降低采樣率,，因?yàn)樗讯鄠€(gè)樣點(diǎn)轉(zhuǎn)換成一個(gè)樣點(diǎn)。因此,，HiRes 采集模式只適用于較慢的時(shí)間/ 格設(shè)置,，在這種情況下，示波器仍有足夠的采樣率表示被測(cè)信號(hào),。    

與平均采集模式不同,，HiRes 采集模式可以用于不重復(fù)的波形和單次波形上。此外,，由于只需采集一個(gè)波形,，HiRes 采集模式在輸入或前面板設(shè)置變化后顯示更新速度要快得多。把時(shí)間上相鄰的多個(gè)樣點(diǎn)結(jié)合在一起,，還減少了在較低時(shí)間/格設(shè)置上產(chǎn)生假信號(hào)的機(jī)會(huì),。    

由于HiRes采集模式是低通濾波的一種，您可能會(huì)漏掉信號(hào)上的高速毛刺,。HiRes 采集模式將使部分高頻噪聲通過,，可能會(huì)使信號(hào)形狀和邊沿位置模糊。一般不會(huì)指明HiRes 采集模式中去掉哪些頻率,。    

HiRes采集模式可能會(huì)從顯示中減少部分有假信號(hào)的頻率,；由于HiRes 低通濾波器的頻率選擇度差，可能仍會(huì)存在部分有假信號(hào)的頻率,。

降低噪聲：平均采集模式和HiRes 采集模式

6,、DSP濾波器某些示波器提供了后處理DSP濾波器

從信號(hào)中去掉某些頻率的噪聲,。可以全面控制濾波頻率,。盡管這些濾波器可能會(huì)很靈活,，但它們通常會(huì)很慢，只適合單次或更新速率較低的顯示,。它們可能會(huì)在您不知道的情況下,，濾掉感興趣的重要毛刺或異常事件。

7,、FilterVuTM可變低通濾波

泰克MSO/DPO2000 系列示波器提供了一種強(qiáng)大的功能— FilterVuTM 可變低通濾波,，幫助從信號(hào)中濾掉不想要的噪聲。FilterVu 允許選擇應(yīng)用到顯示的采集中的低通濾波頻率,。除低通濾波后的軌跡外,，可以使用不明顯的背景軌跡，在干凈的濾波后的波形下顯示峰值檢測(cè)(min/max 采樣)的原始采集,，防止漏掉任何意想不到的高頻毛刺或高幅度噪聲,。 

通過FilterVu可變低通濾波器，干凈的濾波后的波形下顯示了背景軌跡,，背景軌跡顯示了峰值檢測(cè)的原始采集,。

可以從前面板上調(diào)節(jié)低通濾波截止頻率，控制希望降低的噪聲量,。濾波頻率讀數(shù)允許檢定信號(hào)上有哪些頻率的噪聲,，而不必設(shè)置麻煩的FFT(快速傅立葉變換)。這種調(diào)節(jié)甚至可以用于采集的后的單次波形,，進(jìn)而可以認(rèn)真地檢測(cè)信號(hào),。  

作為采集流程的一部分，F(xiàn)ilterVu可以快速更新HiRes采集模式顯示,，擁有后處理DSP濾波器的靈活性和控制功能,，同時(shí)保持背景圖像，顯示高頻毛刺和噪聲幅度,。  

峰值檢測(cè)背景軌跡直到示波器的帶寬捕獲信號(hào)的峰值漂移,，即使是單次波形也不例外。這意味著在以低的時(shí)間/格設(shè)置檢測(cè)信號(hào)時(shí),，可以以zui快時(shí)間/格設(shè)置捕獲的任何毛刺仍能顯示,。

FilterVu捕獲開關(guān)模式電源的開機(jī)功率。注意屏幕左面小的負(fù)尖峰,。FilterVu的毛刺捕獲功能顯示了這個(gè)尖峰(用紅色圈住),。其它示波器可能會(huì)漏掉這個(gè)毛刺。

總結(jié)

       噪聲是所有電氣設(shè)計(jì)和調(diào)試工作中無處不在的ji具挑戰(zhàn)性的問題,。以上安泰測(cè)試整理的應(yīng)用指南中,，我們討論了用來降低,、了解和檢定測(cè)量噪聲的部分示波器工具。泰克MSO2000和DPO2000 系列示波器中的FilterVu 低通濾波器增加了一種強(qiáng)大靈活的工具,，而引發(fā)的代價(jià)非常低，使您能夠更好地處理設(shè)計(jì)中的噪聲問題,。同時(shí)安泰做為泰克的代理,，提供選型、樣機(jī)試用,、免費(fèi)技術(shù)培訓(xùn),，售后維修服務(wù)等一站式的服務(wù)。