ZDS2022示波器百集實操視頻之86： 如何正確測量示波器的底噪
大家好，對于示波器這樣一種測量通用儀器，很明顯，波形刷新率、存儲深度和測量、統(tǒng)計功能等關(guān)鍵指標(biāo)通常都是大家比較關(guān)心的。事實上，除了這些指標(biāo)，在示波器中還有很多指標(biāo)非常重要，值得關(guān)注，例如：底噪。
示波器的底噪到底是什么呢？為什么說示波器的底噪很重要呢？那該如何正確測量示波器的底噪？本期視頻與您分享上述內(nèi)容！
我們所說的“底噪”，通常是指示波器的“基線本底噪聲”，在示波器的模擬前端和數(shù)字轉(zhuǎn)換過程造成的垂直噪聲。
底噪在示波器屏幕上表現(xiàn)出來就是當(dāng)示波器置于最靈敏的垂直檔位時產(chǎn)生的噪聲波形。當(dāng)然，示波器的底噪與儀器使用的器件、硬件設(shè)計、信號處理等各方面都有關(guān)系。
當(dāng)我們在測量一些微小信號時，測量過程中引入的干擾噪聲是不能忽略的，既然不能消除它，就要盡量選擇噪聲足夠小的機器。當(dāng)示波器的底噪很大時，就會影響微小信號的測量準(zhǔn)確度；若示波器的底噪很低，則微小信號的測量就會更準(zhǔn)確，那么測量工作就會更有價值。
那么應(yīng)如何正確測量示波器的底噪呢？
- 1. 確保示波器處于正常的運行狀態(tài)；
- 2. 示波器不接探頭或示波器BNC信號與地短接；
- 3. 設(shè)置合適的水平時基檔位和垂直時基檔位（一般都是非常靈敏的檔位，如2mv/div，1us/div等）；
- 4. 短按【Trigger】旋鈕，調(diào)整觸發(fā)電平，使底噪波形穩(wěn)定顯示。
由于示波器屏幕上顯示的是噪聲的峰值偏移，所以對示波器底噪最直觀的測量參數(shù)就是峰峰值測量。屏幕上顯示的就是ZDS2022示波器的底噪，我們可以看到非常低。
由于手頭正好有T公司的MSO4054示波器與A公司的MSO-X3012A示波器，我們現(xiàn)在就來測量一下這兩臺示波器的底噪大小。
當(dāng)然，示波器的底噪受多種因素的影響，比如采樣率、帶寬、通道耦合方式、通道垂直分辨率和水平時基檔位等；在對多臺示波器進(jìn)行底噪對比測量時，應(yīng)盡量排除其他因素的影響，示波器檔位設(shè)置應(yīng)盡量靈敏。
從總體上來說，示波器指標(biāo)對底噪的影響情況為：
- 帶寬越高，噪聲越大，因為帶寬越高，采集到的信號諧波分量越豐富；
- 采樣率越大，噪聲越大，因為采樣點越多，重構(gòu)波形越精確，所看到的信號細(xì)節(jié)越多。
水平時基檔位均設(shè)為2us/div，垂直檔位時基均設(shè)為2ms/div，此時MSO4054示波器采樣率為500M次/秒，ZDS2022示波器采樣率為1G次/秒。我們觀察到MSO4054示波器底噪峰峰值的平均值為1.60mV，ZDS2022示波器的底噪峰峰值的平均值為351uV。理論上采樣率越高，波形細(xì)節(jié)越清晰，底噪應(yīng)該越大?？赡苁怯捎谑静ㄆ髌焚|(zhì)以及一些元器件處理方式不一樣，才會出現(xiàn)上述峰峰值平均測量1.60mV與351uV的差距吧！
再來測量下A公司的MSO-X3012A示波器的底噪，水平時基檔位均設(shè)置為100us/div，垂直時基檔位均設(shè)為2mV/div，此時采樣率均為1GSa/s，ZDS2022帶寬為200MHz， 但MSO-X3012A示波器帶寬為100 MHz。
我們觀察到MSO-X3012A示波器的底噪峰峰值的平均值測量結(jié)果是1.6676mV，ZDS2022示波器的底噪峰峰值的平均值測量結(jié)果是444uV！事實上，當(dāng)帶寬越高時，采集到的信號諧波分量越豐富，底噪應(yīng)越大，但可能因示波器技術(shù)品質(zhì)不同，才會出現(xiàn)1.6676mV和444uV的差距吧。而且，MSO-X3012A示波器不光底噪數(shù)值大，而且在其底噪邊緣有很多水平空線條，這其實是低檔位下數(shù)字放大的結(jié)果，而它的實際硬件技術(shù)可能并沒有支持到2mV/div。而ZDS2022示波器根本看不到空線條，其關(guān)鍵就是硬件技術(shù)！通過對比測量示波器底噪峰峰值的平均值，就可以看出示波器對底噪處理能力的高低。其實從處理底噪這一問題上，就可以間接地反映出該示波器的技術(shù)含量了。
當(dāng)您在測量微小信號或一些微抖動時，一定要注意下示波器的底噪大小，當(dāng)機器的底噪很大時，您的測量結(jié)果可能就沒有很大的參考價值了。ZDS2022示波器高性能，低底噪，值得擁有。用心為您解決每一個問題，我們渴望聽到您的聲音！
