彩票老司机app下载: 示波器的有效位數對信號測量的影響

2019-05-23 15:22:09 來源:互聯網
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彩票app开发制作 www.skcnxn.com.cn 衡量示波器測試系統質量的關鍵指標有很多,而“有效位數”對于了解整個測量系統至關重要。本文將討論示波器有效位ENOB,以及ENOB對實際信號測試的影響,并結合實際應用,給出EXCEL求解的方法。

 
1.前言
 
圖表 1數字示波器系統結構圖
 
由圖表 1數字示波器系統結構可知,信號通過探頭系統進入示波器后,經過衰減器和前置放大器調理后進入ADC。衰減電路和放大器通過繼電器進行協同工作,在調整垂直分辨率時可快速切換使用。衡量ADC性能指標的參數有很多,比如采樣率、DNL、INL、信噪比、有效位等。本文主要討論ADC的有效位指標以及示波器系統的有效位。
 
2.ADC有效位定義
 
圖表 2 ADC采集的正弦波頻域分布
 
ADC的有效位指標是對正弦波信號進行FFT頻譜分析間接計算得到的。圖表 2是正弦波經過AD采樣再經過FFT變換得到的頻域分布圖,除了主要的正弦波分量外還存在很多噪聲、諧波和雜散信號。
 
ADC的有效位定義為
 
 
 
式中:1.76為理想ADC的量化噪聲;6.02為將log2轉化為log10的系數比。
 
3.示波器的有效位ENOB
 
ENOB參數被業界廣泛接受為是一種通用的判定A/D數模轉換、示波器系統或其它數字化系統性能優劣的指標。所有的數字化系統中都存在多種誤差,這些誤差會影響系統獲取的電壓與 “理想” 電壓存在偏差。對一個理想的示波器系統而言,在最大輸入帶寬范圍內,系統有效位數應和A/D的轉換分辨率相同。在現實中,所有的儀器都不可能是理想的,ENOB通常是低于其A/D轉換分辨率的。
 
由圖表 1數字示波器系統架構圖可知,前端采集電路及ADC采樣電路對ENOB有較大影響。實際工作時,偏置誤差、非線性誤差、增益誤差、隨機噪聲以及ADC交織引起的噪聲都會影響ENOB。
 
圖表 3示波器ENOB曲線
 
4.ENOB對實際信號測量的影響
 
圖表 4兩臺示波器測量同一信號
 
示波器的ENOB指標好,時間誤差、頻率雜散(通常由拼接誤差引起)都比較小,同時寬帶噪聲也比較低;
 
ENOB沒有考慮相位不一致和頻響失真等;
 
理想情況下所有示波器都具有平坦的相位和頻響曲線以及相同的滾降方式。但事實上一般在示波器指標手冊里都找不到相位和頻響曲線,同樣ENOB也沒有考慮頻響平坦度或相位的不一致性。圖表 4顯示了一個輸入信號在兩臺不同的示波器上的測量結果。兩臺示波器的ENOB是相同的,但示波器1顯示的波形更加接近真實的輸入信號,而示波器2顯示的波形就失真比較大。
 
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