對許多移動(dòng)電子產(chǎn)品設計，低功耗是發(fā)展的趨勢,推動(dòng)降低待機電壓或電流。更多的電源要求直流輸出更小的波紋以提高電源效率或有各種類(lèi)型的低功耗傳感器應用在汽車(chē)電子，自主機器人或醫療電子,涉及到很多小電氣信號轉換,這些都是對小幅度信號測量精度要求較高的例子。 考慮到所有這些測試場(chǎng)景，全新4系列MSO的核心是12位模數轉換器(ADC)，它提供的垂直分辨率是傳統8位ADC的16倍。與一些示波器供應商不同，它們的12位垂直分辨率是通過(guò)DSP計算獲得的，而不是通過(guò)硬件ADC實(shí)現的真正的12位模數轉換。泰克真正的12位ADC構建在泰克Tek049ASIC上。 4系列MSO的用戶(hù)不僅擁有真正的12位ADC，還可以應用一種全新的高分辨率模式，即基于硬件的獨特的有限脈沖響應(FIR)濾波器，根據所選擇的采樣速率進(jìn)一步提高垂直分辨率。FIR濾波器保持該采樣率的最大帶寬，同時(shí)防止混疊和消除來(lái)自示波器放大器和ADC的噪聲，高于所選采樣率的可用帶寬。高分辨率模式始終提供至少12位垂直分辨率，并在≤125 MS/s 采樣率的情況下擴展到16位垂直分辨率。 此外，新的低噪聲前端放大器進(jìn)一步提高了4系列MSO的能力，解決小而精細的信號細節測試的問(wèn)題。 有了以上所有這些，新4系列MSO提供了出色的小信號測試性能，以捕獲感興趣的信號，同時(shí)最小化不必要的噪聲的影響。輕松解決當您需要捕獲高振幅信號，且同時(shí)需要觀(guān)測較小的信號細節。
深入理解ENOB（有效比特數） 一個(gè)8位ADC提供256分度垂直分辨,12位ADC提供4096分度，垂直分辨提高16倍來(lái)解決不同振幅的測試需求。我們具體了解下，如1 mv / div垂直刻度,8格垂直全面使用等于8 mv,如果整個(gè)動(dòng)態(tài)范圍是由256分度,它意味著(zhù)最小分辨水平在31.25uV左右。如果這個(gè)全動(dòng)態(tài)范圍被4096分度的分辨率，那么最小的電壓分辨僅為1.9uV。但是我們知道因為隨機噪聲被引入前端前置放大器和ADC中，這種垂直分辨率在大多數示波器中是不可能實(shí)現的。 我們知道除了ADC的比特數外，還有許多其他因素會(huì )影響垂直測量的精度。例如，隨機噪聲、前置放大器的直流增益精度、ADC的非線(xiàn)性、偏置、增益、畸變、模式和相位誤差等都是影響垂直測量精度或分辨率的因素。因此，僅用ADC的位數作為經(jīng)驗法則來(lái)判斷示波器是否具有良好的垂直分辨率或良好的垂直測量精度是不夠的。反而，我們可以用有效位數ENOB來(lái)表示一個(gè)示波器在考慮了所有這些缺陷和誤差之后的實(shí)際有效位數。由于帶寬越寬，可以進(jìn)入前置放大器和ADC的隨機噪聲就越多，因此ENOB通常隨著(zhù)頻率的增加而降低。 示波器的前置放大器和ADC存在典型的不完美特性，會(huì )影響ENOB
當我們更深入了解的時(shí)候，我們現在知道一個(gè)8位ADC的示波器在真有效位數這個(gè)指標不一定比一個(gè)10位ADC的示波器差。右面是泰克新3系列MDO與另一個(gè)國外品牌10位示波器的ENOB的比較: 在對比圖中，泰克新3系列MDO雖然是一個(gè)8位ADC的示波器，但它的ENOB實(shí)際上在大部分頻率范圍都高于另一個(gè)10位ADC的示波器。簡(jiǎn)而言之,只通過(guò)示波器采用多少位的ADC是不足以確定垂直分辨率或幅度測量精度是好還是不好。反而,要求示波器供應商提供將所有的因素、缺陷和隨機噪聲綜合考慮后的真有效位數指標ENOB是一個(gè)更科學(xué)的評價(jià)標準。 但是，為什么只有8位ADC的泰克3系列MDO的性能比某品牌的10位ADC的示波器更好呢?
在新3系列MDO的前端,美國泰克采用了Tek026D 具體更低噪聲與更好的頻率響應性能的前置放大器,我們也更好優(yōu)化了前置放大器和ADC之間的阻抗匹配,時(shí)間校準和增益校準。因此,總體垂直分辨率有了很大提高。下面的屏幕截圖是3系列MDO和上一代經(jīng)典的MDO3000系列在相同設置下隨機噪聲的比較。在特定設定條件下此次測試結果顯示，新3系列MDO的峰值隨機噪聲僅為920uV，而MDO3000峰值隨機噪聲為1.52mV，高出60%。這種差異可能看起來(lái)不明顯，但在小信號測量中可是具有實(shí)質(zhì)意義的，例如，一些直流波紋可能只有20mV，1mV的會(huì )導致5%測試誤差。
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