數(shù)字示波器的垂直分離率是由什么決定的?
用數(shù)字示波器測(cè)量模擬信號(hào)的第一步是用ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)將探測(cè)棒接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),ADC數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片的分辨率直接決定了示波器垂直方向的取樣精度。
數(shù)字示波器的垂直分離率是由什么決定的?接下來(lái)一起看看吧!
垂直分辨率是什么?
用數(shù)字示波器測(cè)量模擬信號(hào)的第一步是用ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)將探測(cè)棒接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),ADC數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片的分辨率直接決定了示波器垂直方向的取樣精度。例如,如果ADC為8位,則垂直方向上的信號(hào)可分為000000~1111111共2次方、256段。模數(shù)轉(zhuǎn)換器的垂直分辨率是數(shù)字示波器的垂直分辨率,表示波器將輸入電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字值的精度。
數(shù)字示波器顯示的垂直分離率是多少?
(1)優(yōu)先級(jí)從高到低
1.前端ADC的分辨率。
2.顯示屏分辨率:它決定了處理過(guò)的信號(hào)能顯示多少。例如,雖然ADC可以在垂直方向顯示256段,但顯示屏的分辨率可能只有240個(gè)垂直像素點(diǎn),所以有些點(diǎn)會(huì)合并成一個(gè)像素顯示。
3.插入算法:實(shí)際的示波器,上面顯示的像素點(diǎn)不一定是實(shí)際取樣產(chǎn)生的,部分是用插入算法計(jì)算的虛擬點(diǎn),好的插入算法使插入值點(diǎn)與實(shí)際點(diǎn)的差異較小。
(2)垂直精度
當(dāng)我們使用相同的示波器在不同的垂直檔位下測(cè)量相同的信號(hào)時(shí),測(cè)量結(jié)果往往是不同的。為何如此?由于垂直分辨率存在問(wèn)題,假設(shè)當(dāng)垂直檔位為500mV/div時(shí),示波器的垂直方向?yàn)?0格,則其垂直分辨率取決于ADC的分辨率,因此,當(dāng)我們測(cè)量波形時(shí),盡量使其占據(jù)示波器屏幕,以提高垂直精度,使測(cè)量結(jié)果更加精確。
改變算法提高分辨率
ADC在數(shù)字示波器中的位數(shù)越高,垂直分辨率越高,這是由硬件決定的,一旦確定就不能改變。但是,整個(gè)系統(tǒng)的有效位數(shù)形成的分辨率不同于前者,我們可以通過(guò)軟件提高分辨率。
目前,大多數(shù)示波器采樣后提高分辨率最常用的方法是采用平均方法。
在平均采樣方式中,可以先設(shè)置一個(gè)平均次數(shù)N,然后示波器會(huì)根據(jù)觸發(fā)位置對(duì)齊采集到的N段波形,平均計(jì)算N段波形,最后得到一個(gè)平均波形。
該采樣方式在降低隨機(jī)噪聲的同時(shí)不損失帶寬,提高了示波器系統(tǒng)的分辨率,但平均模式長(zhǎng)時(shí)間響應(yīng)變化的波形,犧牲了示波器的速度來(lái)交換高分辨率,并且由于其處理方式的特殊性,適用的波形信號(hào)只能是周期信號(hào)。
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