普源示波器DHO814在噪聲水平測試中的實踐案例分析

普源精電DHO814數(shù)字示波器憑借其1 GHz帶寬、10 GSa/s采樣率及豐富的觸發(fā)功能，成為電子系統(tǒng)噪聲測試的理想工具。本文通過實際案例解析其在電源紋波測量、放大器噪聲分析及通信信號完整性驗證中的具體應用，展示其精準捕捉與分析微弱信號的能力。

案例一：電源模塊紋波噪聲測試

測試目標：評估開關電源輸出端的紋波電壓，確保其滿足設計要求（< 50 mV）。

操作步驟：

1.硬件連接：使用DHO814標配的10:1無源探頭連接電源輸出端，避免探頭負載影響測試結果。

2.參數(shù)配置：

設置垂直靈敏度（Volts/div）為20 mV，時基（Sec/div）為50 μs；

啟用邊沿觸發(fā)模式，觸發(fā)電平設為輸出電壓平均值，斜率設為上升沿；

開啟欠幅觸發(fā)功能，閾值設為50 mV，捕獲低于閾值的異常紋波。

3.結果分析：

利用示波器內置的自動測量功能，讀取峰峰值（Pk-Pk）、均方根值（RMS）；

通過FFT頻譜分析，定位紋波的主要頻點（如開關頻率及其諧波）；

存儲波形數(shù)據(jù)，通過回放功能對比不同負載條件下的紋波變化。

關鍵優(yōu)勢：DHO814的1 GHz帶寬可準確捕獲高頻開關紋波，欠幅觸發(fā)功能幫助快速定位瞬態(tài)噪聲，為電源優(yōu)化設計提供數(shù)據(jù)支撐。

案例二：射頻放大器噪聲系數(shù)測量

測試目標：驗證射頻放大器在2.4 GHz頻段的噪聲系數(shù)（NF）是否達標。

操作步驟：

1.校準與配置：

使用DHO814的TDR校準功能補償探頭及線纜阻抗；

啟用頻譜分析模式，設置頻率范圍為0-3 GHz，分辨率帶寬（RBW）為10 kHz。

2.信號注入與捕獲：

輸入-20 dBm的純凈射頻信號，記錄輸出頻譜；

關閉輸入信號，捕獲放大器自身噪聲頻譜。

3.計算與分析：

通過示波器內置的數(shù)學運算功能，計算輸入/輸出信號功率差與噪聲功率；

結合已知的增益值，按公式NF = (Pno-Pni)/G計算噪聲系數(shù)；

利用光標功能定位噪聲峰值頻率，分析是否存在外部干擾或器件缺陷。

技術要點：DHO814的10 GSa/s采樣率確保高頻信號細節(jié)無失真，頻譜分析功能的窄帶RBW設置有效抑制頻譜泄漏，提升測量精度。

案例三：通信信號抖動與噪聲相關性分析

測試目標：分析10 Gbps光模塊發(fā)射信號的隨機抖動（RJ）與總抖動（TJ）。

操作步驟：

1.觸發(fā)與采樣設置：

選擇序列觸發(fā)模式，定義“上升沿→脈寬異常→下降沿”觸發(fā)條件；

設置采樣率為5 GSa/s，存儲深度為10 Mpts，捕獲長周期信號。

2.抖動分解：

使用示波器的眼圖分析功能，生成信號模板并測量模板余量；

通過直方圖統(tǒng)計功能，分離RJ（高斯分布部分）與確定性抖動（DJ）。

3.噪聲溯源：

對比不同溫度、供電電壓下的抖動數(shù)據(jù)，結合頻譜分析鎖定噪聲來源（如電源噪聲或封裝寄生參數(shù)）。

創(chuàng)新應用：DHO814的多級觸發(fā)與硬件實時波形錄制功能，解決了高速信號中瞬態(tài)抖動與噪聲的關聯(lián)分析問題，適用于SerDes鏈路調試。

總結與展望

DHO814示波器通過高性能硬件指標與智能觸發(fā)機制的結合，為噪聲測試提供了從時域到頻域的全維度分析手段。未來，隨著5G-A及量子通信的發(fā)展，其1 GHz帶寬與豐富接口（如LAN/GPIB）將進一步助力復雜系統(tǒng)中的電磁兼容性（EMC）測試與故障診斷。工程師可借助該設備實現(xiàn)從實驗室研發(fā)到生產(chǎn)線的噪聲問題閉環(huán)解決，推動電子設備可靠性的持續(xù)提升。