帶你了解示波器波形粗細屬性

示波器波形展示了真實的電子信號。在評估示波器性能時，可以考察它顯示與目標信號形狀相同的波形的能力。假設示波器具備足夠的基本技術指標-——例如帶寬、采樣率和等頻率響應，示波器應當顯示粗波形還是細波形更好一些？這個問題的答案與大部分工程學問題一樣：“視具體情況而定”。 

小編現在帶大家研究一下示波器和信號的屬性，這些屬性有助于用戶確定是粗波形還是細波形。兩個關鍵屬性可使用戶了解他們的示波器顯示目標信號的能力，分別是更新速率和噪聲。

更新速率對波形粗細的影響 

讓我們看一個簡單示例。圖1的上半部分顯示了兩款廠商生產的帶寬相等的示波器，示波器持續運行并與*相同的10 MHz正弦波連接。其中一款示波器顯示了較粗的波形，另一款顯示了較細的波形。這會導致測量值的不同。兩款示波器的區別之一就是更新速率。使用相同的設置，其中一款示波器的更新速率為每秒鐘100萬個波形，比另一款示波器的更新速率快16000倍。 

這一點對波形有何影響？圖1的下半部分顯示了當開啟無限余輝時，連接同一個信號的兩款示波器會如何顯示。兩款示波器都會構建更長持續時間的圖像。10 秒鐘后，示波器顯示了相同的波形形狀與波形粗細。在這種情況下，數據速率更高的初始示波器能夠顯示更粗的波形，更清晰地表現每個示波器的顯示內容。通過開啟無限余輝，我們能夠快速進行評估。 

上圖兩款具有同等帶寬和近似噪聲的示波器連接到同一個信號。兩款示波器的噪聲類似。上面截圖顯示了泰克 DPO5104A，它具有極窄的波形，提供更多細節。是德DSOX4104A 顯示的波形較寬。為什么有這種區別？原因在于更新速率。兩款示波器連接到同一個信號，采用相同的設置

開啟無限余輝并等待10秒。兩款示波器顯示同樣粗細的波形。安捷倫示波器的更新速率為 100萬個波形/秒，而泰克示波器在常規模式下的更新速率僅為60個波形/秒。波形粗細與示波器向初始信號中添加的噪聲數量有關。

示波器噪聲對波形粗細的影響

示波器測量的精度如何？通常從水平時基的角度看，示波器的測量精度*，但從垂直時基的角度上看，精度就會顯著降低。原因是什么？一個主要原因是噪聲對測量帶來的干擾。示波器生成的內部噪聲與被測信號耦合，由此造成信號卷積，噪聲在連續樣本中進行數字化、存儲、處理和顯示。示波器的模數轉換器無法區分由示波器產生的噪聲和由實際目標信號產生的噪聲。但是，您可以運行一個簡單的測試，以確定您的示波器對信號添加了多少噪聲。采取特定的設置組合，快速確定您的示波器將會產生多少噪聲，并對兩款示波器進行簡單對比。

上圖更新速率相同的兩款示波器連接到同一個信號。兩者所顯示的波形粗細大為不同。原因何在？4GHz 示波器的噪聲高于500MHz示波器。粗細不同的原因在于噪聲。

上圖顯示了兩款示波器正在查看同一個10MHz正弦波。其中一個示波器顯示了更粗的波形。根據前文的示例，示波器是否因為具備更快的更新速率才能顯示更粗的波形？答案是否定的。兩款示波器在開啟無限余輝時具備相同的更新速率，其中一款示波器仍將顯示更粗的波形，而另一款則是顯示較細波形。區別在于，其中一款示波器的噪聲遠遠高于另一款示波器，噪聲差值會生成更寬的信號。其它的噪聲源包括位于測試設置中的有源和無源探頭。有源探頭一般使用示波器通道中的50?信號路徑，這些路徑的噪聲低于1M?信號路徑。

如何快速了解某個示波器會產生多少噪聲？大部分示波器廠商會對特定型號進行噪聲表征，并在產品技術資料中包含這些數值。如果廠商未提供，您可以主動申請或自行查找。幾秒鐘即可完成測量。 

斷開所有輸入端與示波器前端的連接，將示波器設在50?輸入路徑。您還可以在1M? 路徑上測試。啟用適量的采集存儲器，100Kpts至1Mpts就足夠了。示波器啟用無限余輝，測量波形的高度。波形越粗，示波器產生的內部噪聲就越多。示波器在每個垂直設置中具有*的噪聲質量。您能夠通過觀察波形粗細查看噪聲，還能借助電壓AC真有效值測量來量化噪聲，以進行更多的分析。把垂直設置更改為更容易敏感的數值—100mV至10mv/格，您就能夠看到噪聲按照全量程垂直數值的百分比增長，如下圖所示。

上圖快速表征示波器的噪聲。斷開所有輸入端。針對每個垂直設置中的通道進行VrmsAC 測量。如果初始信號過窄，那么示波器就會降低噪聲并顯示較窄波形，可生成更好的視圖和測量結果。更改您的示波器設置以降低帶寬，由此消除了可導致信號過窄的寬帶噪聲。示波器廠商采取各種方法降低示波器固有噪聲，例如求平均值、高分辨率模式、帶寬限制。噪聲緩解設置非常適合那些具有低噪聲的示波器。