準確測量示波器噪聲的七條規則
低噪聲的重要性，源自電池技術(shù)及低噪聲、低電壓應用的行業(yè)發(fā)展大勢，必須真正實(shí)現低電壓，才能使移動(dòng)設備中的功率保持在很低的水平，否則電池很容易就耗干了。這些因素正推動(dòng)著(zhù)所有這些技術(shù)朝著(zhù)低電壓的方向發(fā)展，精確的測試和評估系統成為必須的工具，而只有測試系統本身保持精確的低噪聲，才能保證我們需要測量的信號不被湮沒(méi)在測試系統本身的噪聲中。這正是業(yè)界普遍面臨的測試挑戰。
讓示波器只顯示輸入信號，而不要摻雜其他的信號，就需要示波器更純粹地表征信號。提到最新推出的MSO 6，工程師出身的泰克科技總裁Pat Byrne充滿(mǎn)興奮地說(shuō)：“6系列MSO的關(guān)鍵特色之一，并不僅僅是低噪聲設計，而是實(shí)現了高分辨率下的低噪聲，以及帶寬高達8GHz時(shí)候的低噪聲表現。因此，這樣的采樣頻率，這樣的噪聲性能，這樣的垂直分辨率，真正代表了測量科學(xué)的前沿水平�！�
MSO6示波器前端低噪放ASIC TEK061實(shí)現了突破性的噪聲性能，與普通示波器相比，噪聲降低約75%（5mV/div，1 GHz時(shí)）。MSO6提供了多個(gè)低噪聲輸入，特別是在最關(guān)鍵的高靈敏度設計中，提升了測量信心。例如，現代嵌入式設計要求干凈、精確控制的DC電源，為ASIC和FPGA器件輸送信號。對這些應用，6系列MSO使得設計人員可以以更高分辨率和準確度測量DC電源軌道，縮短了解設計中電源軌道上高頻影響源所用的時(shí)間。
這里分享了準確測量示波器噪聲的七條規則，篇幅限制，此處只列出三點(diǎn)，查看PDF文件閱讀全文。
1.噪聲必須是測量出來(lái)的，而不是用眼睛看出來(lái)的。
有儀器廠(chǎng)商的銷(xiāo)售在做演示的時(shí)候，指著(zhù)屏幕中間的軌跡線(xiàn)說(shuō)：“看，這示波器噪聲看起來(lái)多小”。但實(shí)際上評估噪聲差異是量化的，而不是純粹用看的。示波器在獲取數百萬(wàn)個(gè)模數轉換后的數據點(diǎn)，然后進(jìn)行壓縮，顯示在顯示屏幕的像素中。選擇怎樣以看得到的方式壓縮數據，怎樣獲得輝度等級，是一個(gè)非常復雜的過(guò)程。某些方法可能會(huì )把重要的數據平滑化，其他方法可能會(huì )過(guò)分顯現噪聲尖峰。也就是說(shuō)，可視表示方法會(huì )受到怎樣柵格化軌跡的影響，而這和實(shí)際存在的噪聲一點(diǎn)兒關(guān)系沒(méi)有。噪聲必須是測量出來(lái)的，而不是用眼睛看出來(lái)的。
2.確保把兩臺示波器設置相同的滿(mǎn)刻度電壓，而不是相同的伏/格。
現代示波器，每個(gè)廠(chǎng)商都以不同的方式對屏幕分格，泰克使用10格，而有些其他品牌示波器用8格。如果8格示波器設置成100mV/div，那么泰克示波器必須設置成80mV/div才能進(jìn)行同等比較。也可以把測得的噪聲除以滿(mǎn)刻度電壓，按百分比測量噪聲。不管是哪種方式，如果這兩臺示波器以不同方式對屏幕分格，都不能直接對比某個(gè)V/div設置下的絕對噪聲。
假設示波器 X在100mV/div時(shí)的RMS噪聲為3mV，但是屏幕為8格。另一臺示波器Y在100mV/div時(shí)的RMS噪聲是3.5mV，但是屏幕為10格。示波器 X和示波器 Y哪一臺的噪聲更高？有人說(shuō)，在100mV/div下，示波器 Y的 “噪聲更高” ，事實(shí)真是這樣嗎？正確的說(shuō)法是，在100mV/div下，示波器 X是8 * 100mV或800mV滿(mǎn)刻度。3mV/800mV = 0.375%噪聲。在100mV/div下，示波器Y有10 * 100mV或1V滿(mǎn)刻度。3.5mV/1V = 0.35%噪聲。因此，示波器 Y在100mV/div下的噪聲較低，盡管其噪聲值看起來(lái)比較高。
大家可以看到，為比較兩臺示波器在相同伏/格設置下的噪聲，必須使用滿(mǎn)刻度的百分比，而不是絕對電壓。如果想使用絕對電壓，那么滿(mǎn)刻度必須相同。在上面的例子中，示波器 Y應設置成80mV/div才能進(jìn)行準確對比 (10格 * 80mV/div 等于 8格 * 100mV/div)。
3.不要測量峰峰值噪聲，而應該測量AC-RMS值
人們一般把示波器置于連續運行模式，測量峰峰值噪聲。但是，這個(gè)值并不是無(wú)界的，因為測量運行時(shí)間越長(cháng)，這個(gè)值變得越大。如果兩臺示波器的噪聲相等，那么數據處理速度更快的示波器顯示的峰峰值噪聲要高于處理數據較慢的示波器。而RMS測量在統計上是有效的，沒(méi)有上面的峰峰值問(wèn)題。因此，在我們評估示波器的噪聲的時(shí)候，應該用專(zhuān)門(mén)的AC-RMS測量，泰克示波器就有直接的AC-RMS選項。
