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发布时间: 2018 - 10 - 10
噪声是电子电路的特性之一它会导致发射机和接收机之间有用信息的随机干扰会影响无线系统的整体性能信号/频谱分析仪是宽带接收机内部噪声会影响极低幅度信号的测量如何解决呢?今天我们为大家带来解决方案帮助大家提高小信号测量的灵敏度和精度尤其针对噪声附近的信号得益于是德科技 X 系列信号分析仪新增加的测量迹线设置表功能让实验更快的达到测量目的图 1:调整分析仪的设置,可以改善该仪器的本底噪声减小分辨率带宽当分辨率带宽从100 kHz 减少至 10 kHz 时,图 1 中 蓝色迹线 的本底噪声降低了 10 dB。 通过这种技巧可以进一步降低本底噪声。减小频谱仪的衰减通过手动的方式,将分析仪的输入衰减器下调至 0 dB,图 1 中的 红色迹线 显示了设置为 0 dB 衰减后,改善的本底噪声。使用前置放大器配置前置放大器,如图 1 中 绿色迹线 所示,前置放大器改善了系统的噪声系数,降低了本底噪声。是德科技 X 系列信号分析仪具备本底噪声扩展(NFE)功能可以提高分析仪的灵敏度打开NFE,剔除频谱仪自身的噪声NFE 能够识别电流仪表状态信号中的噪声,并可以自动将其从实时频谱结果的测量中删去。图1 中的 红色迹线 显示,应用 NFE 进行测量,可以使本底噪声额外降低8dB。NFE 将有效本底噪声改善了 10 dB使用“过扫描”功能加速扫描使用全数字中频“过扫描”技巧能够显示数字分辨率带宽响应的特点,并纠正这些错误,从而获得更快的扫描速率,取决于特定的设置,扫描时间可以从秒级缩短到毫秒级。“过扫描”对分辨率带宽滤波器产生的影响
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秘笈:让您的示波器测量质量提升 1000 倍的绝招!

日期: 2016-03-09
浏览次数: 803

 

您是否希望示波器测量尽可能最好?不要满足于普通的测量;只需正确选择信号的显示刻度,即可显著提升测量质量。为什么? 因为示波器的采样率和分辨率在测量中同样重要。


采样率受示波器水平刻度的影响。其公式为:

采样率 = 存储深度/采集时间长度


存储深度是一个恒定值,采集时间长度(或迹线长度)是一个变量,取决于您的每格时间设置。随着时间/格设定值增加,采集时间长度增加。由于这一切都必须适应示波器的存储深度,在某一点上,示波器的 ADC 将不得不降低采样率。这实际上意味着什么?我们以 100 kHz 方波的频率测量为例。我们知道频率为 100 kHz 且非常稳定,因此我们可以利用测量结果的标准方差来判断测量的质量。图 1 将 100 kHz 方波的水平显示刻度设置为满刻度 20 毫秒。并且,示波器的采样率已自动从 5 GSa/秒下降到 100 MSa/秒,以使整个迹线能够保存到示波器的存储器中。在大约 1500 次测量后,测量的标准方差为 1.49 kHz(约 1.5%)。


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但是,如果我们选择更小的时间/格设置值,有效缩短采集时间长度并提高采样率,看看会发生什么。图 2 所示为同一信号,但水平刻度设为 1.2 微秒/格。标准方差现为 1.5 Hz,是我们之前测量结果的千分之一。



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所改变的只是信号的水平刻度以及示波器的采样率。因此,选择适当的示波器水平刻度,对于时间相关测量的质量有很大的影响。


与水平刻度对时间相关测量有影响一样,垂直刻度也会对垂直相关测量(电压峰峰值、RMS 等)产生影响。我们再次以同样的 100 kHz 方波为例,来看看峰峰值电压。图 3 中的信号定标为 770 毫伏/格。测量结果峰峰值的标准方差为 18 毫伏。将示波器的伏/格设置降至 66 毫伏/格,则测量结果的标准方差变成 1.22 毫伏。这几乎改善了 15 倍!



 

 

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垂直刻度设置为什么会起到作用?通过设置信号刻度,使之尽可能填满屏幕,我们就能完全利用示波器的分辨率优势。分辨率是 ADC 能够达到多高精度的标志。分辨率越高, ADC 能检测的垂直电平数量越多。例如,下图所示为一个 2 位 ADC。红色正弦波是 ADC 的模拟输入,蓝色波形是数字化输入。您可以看到,出现了四个不同的量化电平。



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此图所示为 3 位 ADC 对同一模拟波形进行数字化处理的结果。量化电平数越多, ADC 的数字输出就越接近模拟输入。



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如果垂直定标的信号只填充了示波器屏幕的一部分,那么您实际上没有充分利用 ADC 的分辨率。例如,如果您将信号定标至占据 3 位 ADC 屏幕的一半,那么在信号上方和下方您会分别留下两个未使用的量化电平。这意味着,您的 3 位 ADC 只能使用四个量化电平,相当于一个 2 位 ADC 的精度。


了解如何正确地设置示波器信号显示刻度,能极大地改善您的测量质量。适当的水平定标会显著改善时间相关测量的质量,而适当的垂直定标则会对垂直相关测量产生积极影响。下一次使用示波器时,请记住:正确设置信号刻度,可以获得最佳的测量结果! 

 

 

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