示波器的ADC對垂直分辨率有何影響？

ADC（模擬數字轉換器）是決定示波器垂直分辨率的核心部件，其性能直接影響信號細節的捕捉能力。

一、核心影響：量化級與細節呈現

垂直分辨率指示波器能分辨的最小信號變化，由 ADC 的量化級決定。量化級數量為2n)（\(n\)為 ADC 位數）：

8 位 ADC 有 256 個量化級，12 位 ADC 則有 4096 個量化級。

量化級越多，每個步進的電壓（或電流）間隔越小。例如，垂直量程為 800mV 時，8 位 ADC 的最小步進為 3.125mV，12 位則為 0.195mV，能捕捉更細微的信號波動（如 10MHz 時鐘信號的頂部細節，12 位 ADC 的顯示更平滑）。

二、實際應用中的限制與優化

噪聲與有效位數：

高信噪比（SNR）是發揮高位數優勢的前提。若噪聲過大，低位 ADC 的有效分辨率會被噪聲掩蓋。例如，12 位 ADC 可能因前端噪聲實際僅發揮 10 位性能。

量程設置的影響：

ADC 的量化級分布于示波器全量程內，信號占滿屏比例越高，分辨率利用越充分。若信號僅占屏的 1/4，8 位 ADC 實際等效 6 位；滿屏顯示時，8 位分辨率可完全發揮。

硬件與軟件放大的差異：

超出硬件支持的最小量程（如傳統示波器 10mV / 格以下）時，示波器會啟用軟件放大，僅放大顯示而非提升真實分辨率。例如：

傳統 8 位示波器在 7mV / 格以下依賴軟件放大，最小分辨率 218μV；

10 位示波器硬件支持 2mV / 格，滿帶寬下分辨率達 15.6μV，為前者的 1/14。

綜上，ADC 位數決定垂直分辨率上限，而量程設置、噪聲水平及硬件性能決定其實際表現。高位數 ADC 配合合理量程與低噪聲設計，才能真正提升小信號細節的捕捉能力。