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提高示波器量测精度的7大秘诀

作者:广东泰测电子有限公司 浏览: 发表时间:2022-05-05 10:45:44

***个秘诀通过计算平均值提高测量分辨率。

求平均值量测方法优缺点:

优点:a,降低随机噪声。

B,增加测量的有效动态范围

缺点:a,需要量测重复信号

B,会降低波形更新速率

求平均值要求测量的是重复信号。该算法对跨越多次采集的各时间段内的点求平均值。这样可以降低随机噪声,为您提供更卓越的垂直分辨率

垂直分辨率每增加一位,需要计算多少平均值?答案是每计算 4 个样本平均值,便可将垂直分辨率增加 1 位。原理如下:

· 增加的位数= 0.5 log2 N

· N = 计算平均值的样本数

· 例如,对 16 个样本求平均值示波器的精度,垂直分辨率将增加:

· 位数= 0.5 log2 16 = 2

· 因此,有效的垂直分辨率为 8 + 2 = 10 位。

第 2 个秘诀:使用高分辨率采集提高测量分辨率

降低噪声的第二个方法是使用高分辨率模式,其优点是不需要使用重复信号。

高分辨率模式是对同意采集的连续点求平均值。而不是对某个时间段内的多次采集点求平均值。其垂直分辨率有示波器的时间/格设置决定。

第三, 使用交流耦合,去除直流偏置。

果您正重点研究信号的纹波,可能并不关心其直流偏置。通常,纹波和噪声与电源电压相比是极小的。如果您使用示波器的动态范围对这种偏置进行定量测量,那么在遇到更微小的信号细节时,可能无法进行深入分析。将示波器的耦合设置为“交流”,将会从测量结果中去除直流偏置,***限度提高测量的线性度和动态范围。

第 4 个秘诀使用示波器和探头限制带宽:

这种降低噪声、增加动态范围的方法虽然简单,但常常被忽视。电源信号内容与示波器的标称带宽相比往往低得多(kHz 至几十 MHz 级别)。多余的带宽不会传输任何信号信息,只会给测量带来额外的噪声。

大多数示波器使用专用的硬件滤波器来解决这个问题――通常是 20 至 25 MHz 低通滤波器。硬件滤波器与软件滤波器相比的一个优势是,它不会影响示波器的更新速率。

另一种方法是使用探头来限制带宽。测量链的带宽受其“***弱一环”的限制。500 MHz 示波器配备 10 MHz 探头,其带宽将会是 10 MHz。安捷伦提供了多种无源、有源的电流和差分探头,总有一款探头的带宽会适合您的特殊测量。

第 5 个秘诀使用差分探头进行安全、***的浮置测量

***常用的方法是,通过削除电源线的防护接地插头,或在电源线路中使用隔离变压器,使示波器“浮置”(隔离)。T这种实践方法非常危险示波器的精度,因为它有可能在示波器机箱上形成高电压。此外,使用浮置示波器进行测量,可能导致测量结果不***。

测量浮置电源信号的另一种方法是,使用两个单端电压探头,用通道 A 的测量结果减去通道 B 的测量结果,即得到浮置电源信号。使用两个输入通道和探头来测量感兴趣的信号节点。然后使电子产品世界用示波器上的波形数学功能,让两个通道上的电信号相减,得到差分信号的迹线。

这种方法相对安全一些,因为示波器始终保持接地。然而当共模信号相对较小时,测量会受到一定的限制,因为此时使用的两个探头输入通道之间的增益失配,共模抑制比较低,大约不到 20 dB(10:1)。

进行安全***的浮置测量,***使用差分探头或差分放大器。差分探头提供较高的共模抑制比,通常达到 80 dB 或 10,000:1 

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