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[導(dǎo)讀]   示波器的底噪到底是什么呢?  我們所說的“底噪”,通常是指示波器的“基線本底噪聲”,在示波器的模擬前端和數(shù)字轉(zhuǎn)換過程造成的垂直噪聲?! 〉自朐谑静ㄆ髌聊簧媳憩F(xiàn)出來就是當(dāng)示波器置于最靈敏

  示波器底噪到底是什么呢?

  我們所說的“底噪”,通常是指示波器的“基線本底噪聲”,在示波器的模擬前端和數(shù)字轉(zhuǎn)換過程造成的垂直噪聲。

  底噪在示波器屏幕上表現(xiàn)出來就是當(dāng)示波器置于最靈敏的垂直檔位時產(chǎn)生的噪聲波形。當(dāng)然,示波器的底噪與儀器使用的器件、硬件設(shè)計、信號處理等各方面都有關(guān)系。

  當(dāng)我們在測量一些微小信號時,測量過程中引入的干擾噪聲是不能忽略的,既然不能消除它,就要盡量選擇噪聲足夠小的機器。當(dāng)示波器的底噪很大時,就會影響微小信號的測量準(zhǔn)確度;若示波器的底噪很低,則微小信號的測量就會更準(zhǔn)確,那么測量工作就會更有價值。


  那么應(yīng)如何正確測量示波器的底噪呢?

  1. 確保示波器處于正常的運行狀態(tài);

  2. 示波器不接探頭或示波器BNC信號與地短接;

  3. 設(shè)置合適的水平時基檔位和垂直時基檔位(一般都是非常靈敏的檔位,如2mv/div,1us/div等);

  4. 短按【Trigger】旋鈕,調(diào)整觸發(fā)電平,使底噪波形穩(wěn)定顯示。

  由于示波器屏幕上顯示的是噪聲的峰值偏移,所以對示波器底噪最直觀的測量參數(shù)就是峰峰值測量。屏幕上顯示的就是ZDS2022示波器的底噪,我們可以看到非常低。

  各示波器的底噪測量

  由于手頭正好有T公司的MSO4054示波器與A公司的MSO-X3012A示波器,我們現(xiàn)在就來測量一下這兩臺示波器的底噪大小。

  當(dāng)然,示波器的底噪受多種因素的影響,比如采樣率、帶寬、通道耦合方式、通道垂直分辨率和水平時基檔位等;在對多臺示波器進行底噪對比測量時,應(yīng)盡量排除其他因素的影響,示波器檔位設(shè)置應(yīng)盡量靈敏。

  從總體上來說,示波器指標(biāo)對底噪的影響情況為:

  帶寬越高,噪聲越大,因為帶寬越高,采集到的信號諧波分量越豐富;

  采樣率越大,噪聲越大,因為采樣點越多,重構(gòu)波形越精確,所看到的信號細(xì)節(jié)越多。

  圖1 MSO4054底噪

  圖2 ZDS2022示波器底噪

  水平時基檔位均設(shè)為2us/div,垂直檔位時基均設(shè)為2ms/div,此時MSO4054示波器采樣率為500M次/秒,ZDS2022示波器采樣率為1G次/秒。我們觀察到MSO4054示波器底噪峰峰值的平均值為1.60mV,ZDS2022示波器的底噪峰峰值的平均值為351uV。理論上采樣率越高,波形細(xì)節(jié)越清晰,底噪應(yīng)該越大??赡苁怯捎谑静ㄆ髌焚|(zhì)以及一些元器件處理方式不一樣,才會出現(xiàn)上述峰峰值平均測量1.60mV與351uV的差距吧!

  圖3 MSO-X3012A底噪

  圖4 ZDS2022示波器底噪

  再來測量下A公司的MSO-X3012A示波器的底噪,水平時基檔位均設(shè)置為100us/div,垂直時基檔位均設(shè)為2mV/div,此時采樣率均為1GSa/s,ZDS2022帶寬為200MHz, 但MSO-X3012A示波器帶寬為100 MHz,。

  我們觀察到MSO-X3012A示波器的底噪峰峰值的平均值測量結(jié)果是1.6676mV,ZDS2022示波器的底噪峰峰值的平均值測量結(jié)果是444uV!事實上,當(dāng)帶寬越高時,采集到的信號諧波分量越豐富,底噪應(yīng)越大,但可能因示波器技術(shù)品質(zhì)不同,才會出現(xiàn)1.6676mV和444uV的差距吧。而且,MSO-X3012A示波器不光底噪數(shù)值大,而且在其底噪邊緣有很多水平空線條,這其實是低檔位下數(shù)字放大的結(jié)果,而它的實際硬件技術(shù)可能并沒有支持到2mV/div。而ZDS2022示波器根本看不到空線條,其關(guān)鍵就是硬件技術(shù)!通過對比測量示波器底噪峰峰值的平均值,就可以看出示波器對底噪處理能力的高低。其實從處理底噪這一問題上,就可以間接地反映出該示波器的技術(shù)含量了。

  當(dāng)您在測量微小信號或一些微抖動時,一定要注意下示波器的底噪大小,當(dāng)機器的底噪很大時,您的測量結(jié)果可能就沒有很大的參考價值了。ZDS2022示波器高性能,低底噪,值得擁有。用心為您解決每一個問題,我們渴望聽到您的聲音!


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