如何提高示波器的测量分辨率

在我们日常使用示波器的时候，有时候会需要进行高分辨率测量，这个时候就可以把数字示波器看作一个整体系统，充分利用这套系统来改善测量结果，而不仅仅只是将数字示波器当成简单的模数转换器。我们在进行高分辨率测量的时候，必须考虑到整条信号路径，从探头尖端，到示波器的模拟前端、再到采样和数字信号处理，都要考虑到。那么如何利用工具，将示波器的测量分辨率成功的提高到11位以上，来满足我们进行高分辨率测量的使用需求呢？今天安泰测试就给大家分享一下：

通过工具来将示波器的测量分辨率提高总共可以分为3个步骤来进行，分别是：探测、滤波、采样。最先要进行的就是探测环节，在进行探测环节的时候，探头的选择和探头的设置至关重要，在设置探头的时候要最大限度的降低衰减，使信噪比达到最大；还可以使用短线，最大限度的降低噪声耦合；同时还可以使用内置探头滤波器降低噪声。上面这一步完成之后，就需要利用DC信号去测量小AC信号了，如果说接近地电平的小信号测量起来极具挑战性的话，那么测量位于大 DC 分量上的低压 AC 信号的难度则要大得多。在电源上进行纹波测量是这种应用的常见实例。处理 DC 偏置可能会涉及探头设置以及示波器前端设置。探测环节最后一步就是限制输入信号的动态范围，为测量信号在接地周围部分的细节，可以放大波形，信号更高的部分会偏移出屏幕。但必须注意，过度驱动探头或示波器输入放大器可能会导致失真，所以要特别小心。到这里，探测环节就已经完成了。

接下来就是滤波环节，滤波环节的操作步骤相对少一些，只有一个步骤，那就是使用硬件带宽限制和采样率降低噪声。在大多数情况下，在高分辨率测量中，噪声的影响要高于 ADC 分辨率。所以大多数的示波器和某些高级探头都有一条电路，用来限制着测量系统的带宽。并且在大多数情况下，在高分辨率测量中，噪声的影响要高于 ADC 分辨率。

最后一个是采样环节，首先来看一下示波器的采集模式，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。我们先来分析一下平均模式，平均模式是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。接下来是HiRes 采集模式，HiRes 模式是泰克已获专利的采集流程，它计算并显示每个采样间隔中所有顺序样点值的平均值。在 HiRes 模式下，通过获得进一步水平采样信息，可以提供更高的垂直分辨率，降低带宽和噪声。HiRes 处理在定制硬件中完成，以最大限度地提高速度。通过上面的几个步骤，可以利用工具将示波器的测量分辨率准确完美的提高到11位以上，满足您的高分辨率测量需求。