【導(dǎo)讀】在我們?nèi)粘J褂檬静ㄆ鞯臅r候,有時候會需要進行高分辨率測量,這個時候就可以把數(shù)字示波器看作一個整體系統(tǒng),充分利用這套系統(tǒng)來改善測量結(jié)果,而不僅僅只是將數(shù)字示波器當成簡單的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
在我們?nèi)粘J褂檬静ㄆ鞯臅r候,有時候會需要進行高分辨率測量,這個時候就可以把數(shù)字示波器看作一個整體系統(tǒng),充分利用這套系統(tǒng)來改善測量結(jié)果,而不僅僅只是將數(shù)字示波器當成簡單的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。我們在進行高分辨率測量的時候,必須考慮到整條信號路徑,從探頭尖端,到示波器的模擬前端、再到采樣和數(shù)字信號處理,都要考慮到。那么如何利用工具,將示波器的測量分辨率成功的提高到11位以上,來滿足我們進行高分辨率測量的使用需求呢?今天安泰測試就給大家分享一下:
基于時間反演法試驗裝置
通過工具來將示波器的測量分辨率提高總共可以分為3個步驟來進行,分別是:探測、濾波、采樣。最先要進行的就是探測環(huán)節(jié),在進行探測環(huán)節(jié)的時候,探頭的選擇和探頭的設(shè)置至關(guān)重要,在設(shè)置探頭的時候要最大限度的降低衰減,使信噪比達到最大;還可以使用短線,最大限度的降低噪聲耦合;同時還可以使用內(nèi)置探頭濾波器降低噪聲。上面這一步完成之后,就需要利用DC信號去測量小AC信號了,如果說接近地電平的小信號測量起來極具挑戰(zhàn)性的話,那么測量位于大 DC 分量上的低壓 AC 信號的難度則要大得多。在電源上進行紋波測量是這種應(yīng)用的常見實例。處理 DC 偏置可能會涉及探頭設(shè)置以及示波器前端設(shè)置。探測環(huán)節(jié)最后一步就是限制輸入信號的動態(tài)范圍,為測量信號在接地周圍部分的細節(jié),可以放大波形,信號更高的部分會偏移出屏幕。但必須注意,過度驅(qū)動探頭或示波器輸入放大器可能會導(dǎo)致失真,所以要特別小心。到這里,探測環(huán)節(jié)就已經(jīng)完成了。
接下來就是濾波環(huán)節(jié),濾波環(huán)節(jié)的操作步驟相對少一些,只有一個步驟,那就是使用硬件帶寬限制和采樣率降低噪聲。在大多數(shù)情況下,在高分辨率測量中,噪聲的影響要高于 ADC 分辨率。所以大多數(shù)的示波器和某些高級探頭都有一條電路,用來限制著測量系統(tǒng)的帶寬。并且在大多數(shù)情況下,在高分辨率測量中,噪聲的影響要高于 ADC 分辨率。
最后一個是采樣環(huán)節(jié),首先來看一下示波器的采集模式,在測量低壓信號時,有兩種采集模式非常重要,具體視波形的可重復(fù)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。我們先來分析一下平均模式,平均模式是示波器采集系統(tǒng)中基本降噪信號處理技術(shù)之一。它依賴多次觸發(fā)采集重復(fù)的信號。通過使用來自兩次或兩次以上采集的數(shù)據(jù),這種模式逐點平均采集中對應(yīng)的數(shù)據(jù)點,形成輸出波形。接下來是HiRes 采集模式,HiRes 模式是泰克已獲專利的采集流程,它計算并顯示每個采樣間隔中所有順序樣點值的平均值。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。通過上面的幾個步驟,可以利用工具將示波器的測量分辨率準確完美的提高到11位以上,滿足您的高分辨率測量需求。
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