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邁昂科技
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電學(xué)文章
如何提高數(shù)字示波器的測量分辨率

發(fā)布時(shí)間: 2021-11-26   瀏覽次數(shù):   作者:邁昂科技

        在我們平時(shí)使用數(shù)字示波器的時(shí)候,有時(shí)候會(huì)需要進(jìn)行高分辨率測量,這個(gè)時(shí)候就可以把數(shù)字示波器看作一個(gè)整體系統(tǒng),充分利用這套系統(tǒng)來改善測量結(jié)果,而不僅只是將數(shù)字示波器當(dāng)成簡單的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。


     我們在進(jìn)行高分辨率測量的時(shí)候,必須考慮到整條信號(hào)路徑,從探頭尖端,到數(shù)字示波器的模擬前端、再到采樣和數(shù)字信號(hào)處理,都要考慮到,那么怎樣利用工具,將數(shù)字示波器的測量分辨率成功的提高到11位以上,來滿足我們進(jìn)行高分辨率測量的使用需求呢?今天邁昂測試就給大家介紹一下:


    通過工具來將數(shù)字示波器的測量分辨率提高總共可以分為3個(gè)步驟來進(jìn)行,分別是:探測、濾波、采樣。

     最開始要進(jìn)行的就是探測環(huán)節(jié),在進(jìn)行探測環(huán)節(jié)的時(shí)候,探頭的選擇和探頭的設(shè)置至關(guān)重要,在設(shè)置探頭的時(shí)候要最大限度的降低衰減,使信噪比達(dá)到最大;還可以使用短線,最大限度的降低噪聲耦合;同時(shí)還可以使用內(nèi)置探頭濾波器降低噪聲。


     上面這一步完成之后,就需要利用DC信號(hào)去測量小AC信號(hào)了,如果說接近地電平的小信號(hào)測量起來極具挑戰(zhàn)性的話,那么測量位于大DC分量上的低壓AC信號(hào)的難度則要大得多。 

     

    在電源上進(jìn)行紋波測量是這種應(yīng)用的常見實(shí)例。處理DC偏置可能會(huì)涉及探頭設(shè)置以及數(shù)字示波器前端設(shè)置。探測環(huán)節(jié)最后一步就是限制輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍,為測量信號(hào)在接地周圍部分的細(xì)節(jié),可以放大波形,信號(hào)更高的部分會(huì)偏移出屏幕。


    但必須注意,過度驅(qū)動(dòng)探頭或數(shù)字示波器輸入放大器可能會(huì)導(dǎo)致失真,所以要特別小心。到這里,探測環(huán)節(jié)就已經(jīng)完成了。


     接下來就是濾波環(huán)節(jié),濾波環(huán)節(jié)的操作步驟相對少一些,只有一個(gè)步驟,那便是使用硬件帶寬限制和采樣率降低噪聲。在大部分情況下,在高分辨率測量中,噪聲的影響要高于ADC分辨率。


    所以大部分的數(shù)字示波器和某些高級(jí)探頭都有一條電路,用來限制著測量系統(tǒng)的帶寬。并且在大部分情況下,在高分辨率測量中,噪聲的影響要高于ADC分辨率。


        最后的是采樣環(huán)節(jié),首先來看一下數(shù)字示波器的采集模式,在測量低壓信號(hào)時(shí),有兩種采集模式非常重要,具體的視波形的可重復(fù)性而定,因?yàn)樗鼈兛梢杂脕砀纳茰y量分辨率:平均模式和HiRes模式。


      我們先來分析一下平均模式,平均模式是數(shù)字示波器采集系統(tǒng)中基本降噪信號(hào)處理技術(shù)之一。


     它依賴多次觸發(fā)采集重復(fù)的信號(hào),通過使用來自兩次或兩次以上采集的數(shù)據(jù),這種模式逐點(diǎn)平均采集中對應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn),形成輸出波形,接下來是HiRes采集模式,HiRes模式是邁昂的采集流程,它計(jì)算并顯示每個(gè)采樣間隔中所有順序樣點(diǎn)值的平均值。


     在HiRes模式下,通過獲得進(jìn)一步水平采樣信息,可以提供更高的垂直分辨率,降低帶寬和噪聲,HiRes處理在定制硬件中完成,以最大限度地提高速度,通過上面的幾個(gè)步驟,可以利用工具將數(shù)字示波器的測量分辨率準(zhǔn)確完美的提高到11位以上,滿足您的高分辨率測量需求。

 
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