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如何提高示波器测量准确度

更新时间：2019-12-04 14:02:03 大小：1M 上传用户：dejean查看TA发布的资源 标签：示波器 下载积分：2分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

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如何提高示波器测量准确度，通过这篇文章，对硬件工程师也许有些帮助

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设计诀窍  
TECHNICAL KNOWHOW  
如何提高示波器测量准确度  
用示波器测量时，由于存在一系列影响准确度的因素，误差总是难免的。掌握一些示波器提高测量  
准确度的使用技巧可以减小误差，而更有效的解决办法是采用更高ADC位数的示波器。  
■ 谭庆华  
在示波器测量中出现准确度不 形状等)、探头的负载效应在不同频 精度也就越高，这就好比刻度尺的  
够的问题比较常见，特别是在测量 率下的值不恒定、 接近探头前端的 最小刻度越小一样。据力科公司中  
微弱小信号、相位噪声、小电压纹 寄生参数、 探头摆放的位置、探头 国区市场经理汪进进介绍，相比传  
波、大电压中的小电压信号等更容 与探头之间的影响。水平量方面， 统的8位ADC示波器，12位ADC的  
易出现明显的误差。因此，工程师  
在测量前充分了解影响示波器测量  
准确度的因素、掌握其使用技巧就  
显得尤为重要。当然，提高测量准  
包括采样率、带宽、幅值误差和垂 台阶数有4,096个，测量相同电压值  
直噪声、孔径误差、触发抖动、插 的最小“步进”比8位ADC小16倍，  
值误差及时基稳定性等。这两个方  
面的因素又相互影响，不能完全绝  
因此量化误差小得多。具体来说用  
12位ADC示波器测量8V信号，最小  
可检测到的电压值是1.95mV, 而8位  
确度最有效的解决办法是增加ADC 对地分开来考虑。  
位数，美国力科公司(LeCroy)率先推  
出12位ADC示波器WaveRunner HRO  
在 以 上 诸 多 测 量 准 确 度 的 影 ADC最小只能检测到31.3mV。  
响因素中，量化误差的影响是最具  
6Zi系列，使得示波器在测量准确度 决定性的，特别是在测量微弱小电  
提高准确度的使用技巧  
方面有了明显的改观。  
压信号和特大电压信号时。举例来  
说，在100V/div时测出来的20V信  
号，实际上不到20mV，所以测量  
正因为上述这些影响测量准确  
度的因素，示波器的测量不可避免  
存在一定的误差。所以对工程师来  
讲，一方面需要了解这些影响准确  
度的因素，才能更好地理解示波器  
各种参数的指标和测量结果；另一  
方面，对于仪器本身固有的、无法  
消除的影响因素，可以通过正确地  
操作示波器和使用测量技巧来减小  
误差。下面是几个比较实用的提高  
示波器测量准确度的原则和技巧。  
1. 在现有条件的基础上最小化  
量化误差，即尽量让测量波形占满  
栅格，充分利用ADC的范围。  
影响测量准确度的因素  
影响示波器测量准确度有很多 800V的高压，20V的误差是非常正  
因素，具体又分为垂直量的测量准 常的。量化误差是一个偏差值，在  
确度影响因素和水平量的测量准确 连续的模拟信号转换为数字信号的  
度影响因素。其中垂直量方面，它 离散化过程中，由于没有无限数量  
包括示波器本身的原因，如DC增益 的离散化数字电平来重组连续的模  
误差、系统非线性度、偏置电路误 拟信号，因此，实际的模拟电压值  
差、频率响应曲线、量化误差；探 与对应的数字化电平值之间总会有  
头及测试环境的原因，如探头的地 偏差，这个偏差值就叫量化误差。  
线影响(地线长短、地环路的位置、 量化级数指的是将最大值均等的级  
数 ， 每 一 个 均  
ꢀ
值 的 大 小 称 为  
~ 44- 48 dB SNR  
一 个 量 化 单  
2. 时刻警惕采样率，要过采  
样而不要欠采样。比如测量波形频  
率时如果采样率太低会出现混叠现  
象，那么测量的结果就是错误的。  
3. 利用 测量统计功能。因为  
波形的形状是不稳定的，因此示波  
器每次捕获到的波形测量结果不一  
位 。 量 化 级 数  
55 dB SNR  
越 多 ， 量 化 误  
差 则 越 小 。 所  
͜ፒᄊꢁͯድएᄊᇨฉ٨  
以ADC的位数  
8BWF3VOOFSꢀ)30ꢀꢂꢀ;Jꢀꢃꢄͯድएᇨฉ٨ꢀ  
越 高 ， 量 化 误  
差 越 小 ， 测 量  
图1：12位ADC的示波器可测出10mV微弱小信号，且信噪比达到55dB。  
42 集成电路应用  

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