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如何提高示波器的测量分辨率

在我们日常使用示波器的时候,有时候会需要进行高分辨率测量,这个时候就可以把数字示波器看作一个整体系统,充分利用这套系统来改善测量结果,而不仅仅只是将数字示波器当成简单的模数转换器。

在我们日常使用示波器的时候,有时候会需要进行高分辨率测量,这个时候就可以把数字示波器看作一个整体系统,充分利用这套系统来改善测量结果,而不仅仅只是将数字示波器当成简单的模数转换器。我们在进行高分辨率测量的时候,必须考虑到整条信号路径,从探头尖端,到示波器的模拟前端、再到采样和数字信号处理,都要考虑到。那么如何利用工具,将示波器的测量分辨率成功的提高到11位以上,来满足我们进行高分辨率测量的使用需求呢?今天安泰测试就给大家分享一下:

如何提高示波器的测量分辨率
基于时间反演法试验装置
基于压电主动传感技术中功率放大器的应用
通过工具来将 示波器的测量分辨率提高总共可以分为3个步骤来进行,分别是:探测、滤波、采样。最先要进行的就是探测环节,在进行探测环节的时候,探头的选择和探头的设置至关重要,在设置探头的时候要最大限度的降低衰减,使信噪比达到最大;还可以使用短线,最大限度的降低噪声耦合;同时还可以使用内置探头 滤波器降低噪声。上面这一步完成之后,就需要利用 DC信号去测量小AC信号了,如果说接近地电平的小信号测量起来极具挑战性的话,那么测量位于大 DC 分量上的低压 AC 信号的难度则要大得多。在电源上进行纹波测量是这种应用的常见实例。处理 DC 偏置可能会涉及探头设置以及示波器前端设置。探测环节最后一步就是限制输入信号的动态范围,为测量信号在接地周围部分的细节,可以放大波形,信号更高的部分会偏移出屏幕。但必须注意,过度驱动探头或示波器输入放大器可能会导致失真,所以要特别小心。到这里,探测环节就已经完成了。
基于压电主动传感技术中功率放大器的应用

接下来就是滤波环节,滤波环节的操作步骤相对少一些,只有一个步骤,那就是使用硬件带宽限制和采样率降低噪声。在大多数情况下,在高分辨率测量中,噪声的影响要高于 ADC 分辨率。所以大多数的示波器和某些高级探头都有一条电路,用来限制着测量系统的带宽。并且在大多数情况下,在高分辨率测量中,噪声的影响要高于 ADC 分辨率。

基于压电主动传感技术中功率放大器的应用

最后一个是采样环节,首先来看一下示波器的采集模式,在测量低压信号时,有两种采集模式非常重要,具体视波形的可重复性而定,因为它们可以用来改善测量分辨率:平均模式和 HiRes 模式。我们先来分析一下平均模式,平均模式是示波器采集系统中基本降噪信号处理技术之一。它依赖多次触发采集重复的信号。通过使用来自两次或两次以上采集的数据,这种模式逐点平均采集中对应的数据点,形成输出波形。接下来是HiRes 采集模式,HiRes 模式是泰克已获专利的采集流程,它计算并显示每个采样间隔中所有顺序样点值的平均值。在 HiRes 模式下,通过获得进一步水平采样信息,可以提供更高的垂直分辨率,降低带宽和噪声。HiRes 处理在定制硬件中完成,以最大限度地提高速度。通过上面的几个步骤,可以利用工具将示波器的测量分辨率准确完美的提高到11位以上,满足您的高分辨率测量需求。

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