影響泰克示波器測試精度的五大因素是什么

　　隨著電力電子技術的快速發展，小功率器件的大量應用和行業標準的日益嚴格，讓人們越來越重視儀器測試的準確性，而市場上示波器的幅度測試的分辨率和準確度并不令人滿意。

　　示波器的模數轉換器ADC位數接下來，安泰測試Agitek將與您分享影響泰克示波器測試精度的五大因素是什么?

　　提高測試精度最理想的方法是增加示波器ADC的位數。但是，由于ADC采樣率和垂直分辨率性能的相互制約，目前市場上常見的示波器使用的是8位ADC。我們換個角度來看。理論上，如果它的垂直動態范圍是滿的，那么分辨率就是垂直范圍/256(2 ^ 8) 。如果使用帶12位ADC的示波器，其分辨率為垂直范圍/4096(2 ^ 12) 。顯然，高位ADC可以大大提高測試精度。

　　現在工程師們面臨著小信號測試的諸多挑戰。如果你是電源設計的工程師，紋波測試很重要。以前紋波電壓從幾十到一百多mv，現在只有十幾mv，甚至很多筆記本和手機上幾mv的微小紋波測試。這對測試用泰克示波器的分辨率提出了嚴峻的挑戰。泰克新一代示波器的硬件12位ADC可以輕松解決小信號的測試問題。

　　還有小信號測試疊加大信號。為了測試一個完整的信號，需要選擇一個較大的測量范圍，但也要保證能測試到一個很小的信號變化。怎么才能準確的檢測出來？歸根結底也是檢驗示波器垂直分辨率的一個指標。請參考下圖清楚地展示其測試結果的對比。

　　示波器前端放大器

　　信號接入示波器的第一部分是前端放大器，非常重要。前端放大器是專門為小信號測試設計的，可以使測試設備的應用更加廣泛。然而，前端放大器在放大有用信號的同時也放大了噪聲。理想情況下，應選擇噪聲系數較小的前端放大器。示波器能檢測到的最小信號也取決于前置放大器的噪聲。

　　在泰克，新一代示波器提高了前端放大器的硬件性能，噪底降低了30%，從而提高了小信號的測試精度。詳情請參考下圖:

　　泰克新MDO3系示波器和傳統示波器本底噪聲對比

　　示波器采集模式

　　在泰克示波器中，“采集模式”一詞指波形數據的原始表示，通常是8位分辨率。所有后續處理操作(顯示、自動測量、光標、數學和應用)都基于采集模式定義的信號數據表示。大多數示波器的默認采集模式是采樣模式。這是最簡單的采集模式。在這種模式下，普通示波器以選定的采樣速率 (最大采樣速率) 用8位值表示波形上的每個點。

　　在測量低壓小信號時，有兩種采集模式非常重要，具體視波形的可重復性而定，因為它們可以用來改善測量分辨率：平均模式和HiRes 模式，下面詳細介紹了這兩種模式。

　　① 平均模式。

       平均模式是示波器采集系統中基本降噪的信號處理技術之一。通過使用兩次或兩次以上采集的數據，對采集的數據點采用逐點平均的方法，形成輸出波形。平均模式改善了信噪比，降低了與觸發無關的噪聲，提高了垂直分辨率，可以更簡便地觀察重復信號。

　　② 高分辨率模式。

　　HiRes模式，它計算并顯示每個采樣間隔中所有順序樣點值的平均值。這種模式提供了一種方法，用過采樣獲得與波形有關的進一步信息。在HiRes模式下，通過獲得進一步水平采樣信息，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。HiRes模式較平均模式的一個關鍵優勢，是即使單次采集也可以使用HiRes模式。

　　示波器的采樣率

　　如今，混合信號在嵌入式系統調試中非常普遍。近年來，數字信號的速度越來越快，工程師對數字信號處理能力的要求也越來越高。許多工程師都在糾結是否要買一個專用的邏輯分析儀來進行高速數字信號處理。這里有個問題。市場上的許多示波器被稱為混合信號示波器MSO。為什么這些儀器不能用于數字信號處理?

　　我們來確認一下這個問題。目前市場上的MSO確實具有數字信號處理能力，可以選擇16路數字信號采集，并且還具有一定的分析功能。但仔細確認，其數字信號采樣能力受到很大限制。一般如果示波器模擬通道的采樣率可以達到5GS/s，但是其數字通道的采樣率只有200MS/s，市面上最高的數字采樣率是500ms/s，大家都知道采樣率對信號還原的重要性，尤其是對偶發性異常信號的捕捉，所以目前市面上的MSO系列混合信號示波器的測試結果都存在疑問。

　　由上圖可以看出，對于現在越來越快的數字信號調試，需要更高的采樣速率捕獲數字信號細節，如果采樣率不夠就如圖5所示會丟失信號的細節，甚至還會顯示完全錯誤的信息。

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