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解读泰克新一代中端示波器高测试精度的五大优势

2019-07-11 13:05 来源:泰克科技 编辑:电源网

随着电力电子技术的发展,新低功耗器件的大量应用以及更加严格的标准约束,工程师对测试的精度越来越敏感,开始不满足现有示波器幅度测试的分辨率和精度了。影响示波器测试精度的因素都有哪些呢?我们如何提高测试精度呢?

优势1:示波器模数转换器 ADC 位数

为提高测试精度最理想的方式是提高示波器ADC位数,但是因为ADC其采样率和垂直分辨率的互相制约,目前市面上常见的示波器还是采用8bit ADC。换句角度来看,理论上用满其垂直的动态范围,分辨率就是垂直量程/ 256(2^8),如果采用12bit ADC 的示波器其分辨率为垂直量程/4096(2^12), 从这个角度来看,高比特的ADC可以在测试精度上带来非常大的提升。

现在工程师面临着更多小信号测试的挑战,如果您是做电源设计的工程师,纹波越来越小从以往的几十到一百多mV到目前只有十几mV甚至很多笔记本和手机上小到几个mV的微小纹波测试。无疑对测试纹波的工具示波器提出严峻的挑战,泰克全新一代示波器轻松解决微小信号测试问题。

还有一类更加挑战的测试要求,就是小信号是叠加在一个大的信号之上如何能准确测试呢?归根结底还是验证示波器的垂直分辨率的指标,为测试到信号的整体,可能选择一个较大的量程,但是又要看到其微小信号变化,请参考图1就非常清晰了解其测试效果的不同。

图1 不同位数ADC示波器测试小信号对比

图1 不同位数ADC示波器测试小信号对比

泰克公司新4系、5系、6系MSO示波器采用硬件12bit ADC倾力打造无与伦比的垂直分辨率,帮助您捕获微小信号。

优势2:示波器前端放大器

示波器检测系统的噪声系数、可检测的最小信号都主要取决于前置放大器。

在泰克全新一代示波器MDO3提升了前端放大器的硬件性能,本底噪声降低了高达30%,从而提升了信号测试精度。具体的请参考图2:

图2 泰克新MDO3系示波器和传统示波器本底噪声对比

图2 泰克新MDO3系示波器和传统示波器本底噪声对比

优势3:示波器采集模式

在测量低压信号时,有两种采集模式非常重要,具体视波形的可重复性而定,因为它们可以用来改善测量分辨率:平均模式和HiRes 模式。

主要介绍两种会提升测试精度的方法:

①平均模式。平均模式示波器采集系统中基本降噪信号处理技术之一。它依赖多次触发采集重复的信号。通过使用来自两次或两次以上采集的数据,这种模式逐点平均采集中对应的数据点,形成输出波形。平均模式改善了信噪比,降低了与触发无关的噪声,提高了垂直分辨率,可以更简便地观察重复信号。

图3平均模式在多次采集中计算每个记录点的平均值

图3平均模式在多次采集中计算每个记录点的平均值

可以修改传统平均算法,每次在采集另一个波形时立即显示结果,解决显示平均的波形时延误时间的问题。但是,数据存储问题依旧没有得到解决。稳定的平均算法为:

an = (1 / n) * (x0 + x1 + x2 + … + xn-1)

其中:an 是当前平均采集中的点

xn 是新采集n 中的点

n 表示采集次数

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标签: 泰克 示波器 MSO

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