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怎樣提高示波器測量準確度

已有 586 次閱讀2020-4-27 17:10 |個(gè)人分類(lèi):其他| 示波器, 測量


示波器測量準確度指的是示波器測量出來(lái)的波形多大程度上還原了真實(shí)波形的特征。我們分三部分看看:

一、水平方向的時(shí)間測量

水平方向的測量有波形頻率、周期、上升下降時(shí)間等參數,想要更準確還原一個(gè)波形的時(shí)間參數,首先要考慮奈奎斯特采樣定理。因此在每次測量的過(guò)程中,我們應該特別關(guān)注隨著(zhù)時(shí)基檔位增大而下降的實(shí)際采樣率。如果需要對高頻信號周期準確測量,就需要采樣率大于被測信號頻率2倍以上,這個(gè)倍比關(guān)系越大,理論上采樣點(diǎn)越密,顯示在示波器屏幕上的周期信號便越穩定。

 

其次要考慮波形漏失情況,當信號中有偶發(fā)異常信號出現時(shí),我們更希望它出現在示波器采集過(guò)程中,然而市面上大部分數字示波器是串行工作方式, 其進(jìn)行AD轉換數據處理時(shí)無(wú)法對信號采集,此時(shí)稱(chēng)為“示波器盲區”,這種情況下我們盡量用較小的存儲深度,來(lái)縮短“盲區時(shí)間”,保證異常偶發(fā)信號更大概率的被捕獲。


二、垂直方向的幅度測量

市面上的數字示波器大多采用并行Flash ADC,這種模數轉換芯片的特點(diǎn)在于并行分析采集到的電壓值,提高模數轉換的速度,而且通過(guò)增加ADC位數,可以對采集到的電壓進(jìn)行更精準的比較識別。雖然我們之前在文章中寫(xiě)過(guò)示波器不適合高精度靜態(tài)量測量,但是在高頻信號測試中,仍然是“拼”ADC位數的時(shí)候ADC位數越多,ADC垂直分辨率越高。

 


三、統計學(xué)上的多次測量

任何物理測量我們都知道測量值都是一個(gè)近似值。測量中存在偶然誤差和系統誤差,為了得到有價(jià)值可參考的測量值,通常的做法是進(jìn)行多次測量統計取值。示波器測量中比如眼圖測試,許多標準要求的數據積累量在1Mbit,誤碼率測試中如果希望被測系統的誤碼率小于10^-12),那么至少測量3*10^12 bit才能保證95%以上的置信度。所以對于測量本身來(lái)講,如果能在單位時(shí)間內獲取到更多有意義的測試結果,意味著(zhù)結果的置信度越高,這就是“示波器的測量速度”。

如果我們想測量一個(gè)周期信號的上升時(shí)間,當我們通過(guò)一次捕獲的幾個(gè)周期,將每個(gè)周期的上升時(shí)間測量后取平均值,那么這個(gè)測量結果就比測量一個(gè)周期的上升時(shí)間更可信,而且更大限度的利用了已采集到的數據,因此,相對于得到單周期上升時(shí)間測量值,這種多周期測量的“速度更快”。

比如泰克示波器MDO34、MSO46,甚至是MSO5系,6系,在自動(dòng)測量中都添加了統計圖功能,這樣充分利用了已采集到的數據,實(shí)現更可靠的測量結果。

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