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如何将示波器测量质量提升1000 倍?---安泰示波器维修

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agitek2020
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LV3
助理工程师
  • 2018-4-24 12:03:20

 您是否希望示波器测量尽可能最好?不要满足于普通的测量;只需正确选择信号的显示刻度,即可显著提升测量质量。为什么?因为示波器的采样率和分辨率在测量中同样重要。
  采样率受示波器水平刻度的影响。其公式为:采样率=存储深度/采集时间长度
  存储深度是一个恒定值,采集时间长度(或迹线长度)是一个变量,取决于您的每格时间设置。随着时间/格设定值增加,采集时间长度增加。由于这一切都必须适应示波器的存储深度,在某一点上,示波器的ADC将不得不降低采样率。这实际上意味着什么?我们以100kHz方波的频率测量为例。我们知道频率为100kHz且非常稳定,因此我们可以利用测量结果的标准方差来判断测量的质量。图1100kHz方波的水平显示刻度设置为满刻度20毫秒。并且,示波器的采样率已自动从5GSa/秒下降到100MSa/秒,以使整个迹线能够保存到示波器的存储器中。在大约1500次测量后,测量的标准方差为1.49kHz(约1.5%)。
提升示波器-1_副本.jpg
  但是,如果我们选择更小的时间/格设置值,有效缩短采集时间长度并提高采样率,看看会发生什么。图2所示为同一信号,但水平刻度设为1.2微秒/格。标准方差现为1.5Hz,是我们之前测量结果的千分之一。
  图中文字中英对照
提升示波器-2_副本.jpg
  所改变的只是信号的水平刻度以及示波器的采样率。因此,选择适当的示波器水平刻度,对于时间相关测量的质量有很大的影响。
  与水平刻度对时间相关测量有影响一样,垂直刻度也会对垂直相关测量(电压峰峰值、RMS等)产生影响。我们再次以同样的100kHz方波为例,来看看峰峰值电压。图3中的信号定标为770毫伏/格。测量结果峰峰值的标准方差为18毫伏。将示波器的伏/格设置降至66毫伏/格,则测量结果的标准方差变成1.22毫伏。这几乎改善了15倍!
提升示波器-3_副本.jpg
示波器使用-5_副本.png

  垂直刻度设置为什么会起到作用?通过设置信号刻度,使之尽可能填满屏幕,我们就能完全利用示波器的分辨率优势。分辨率是ADC能够达到多高精度的标志。分辨率越高,ADC能检测的垂直电平数量越多。例如,下图所示为一个2ADC。红色正弦波是ADC的模拟输入,蓝色波形是数字化输入。您可以看到,出现了四个不同的量化电平。
示波器-6_副本.jpg
  此图所示为3ADC对同一模拟波形进行数字化处理的结果。量化电平数越多,ADC的数字输出就越接近模拟输入。
示波器-7_副本.jpg
  如果垂直定标的信号只填充了示波器屏幕的一部分,那么您实际上没有充分利用ADC的分辨率。例如,如果您将信号定标至占据3ADC屏幕的一半,那么在信号上方和下方您会分别留下两个未使用的量化电平。这意味着,您的3ADC只能使用四个量化电平,相当于一个2ADC的精度。
  了解如何正确地设置示波器信号显示刻度,能极大地改善您的测量质量。适当的水平定标会显著改善时间相关测量的质量,而适当的垂直定标则会对垂直相关测量产生积极影响。下一次使用示波器时,请记住:正确设置信号刻度,可以获得最佳的测量结果!
         本文由安泰示波器维修中心整理发布,欢迎留言探讨;
        安泰维修中心拥有专业培训的维修工程师,专业维修美国Agilent、TEK、FLUKE、R&S、安立等公司已不提供维修以及在修但是过了质保期的各种示波器、频谱仪、网络分析仪、逻辑分析仪、功率计、发射机、接收机、信号源、各种型号的探头、函数信号发生器、校准源等进口仪器仪表。另外,台湾产的固纬、吉时利也在我们的维修范围之内。
仪器维修.jpg
     安泰维修中心依靠精良的检修设备,过硬的维修技术,合理的维修价格,高效的维修周期和完善的售后服务,打破了原厂的垄断局面,为客户节省维修费用,缩短维修周期。

nc965
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版主
  • 2018-4-24 14:18:06
  • 倒数2
 
安泰维修中心破了原厂的垄断局面?说明你这个维修中心不是原厂的维修中心。不过内容还是很科普的。
agitek2020
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LV3
助理工程师
最新回复
  • 2018-4-28 10:11:45
  • 倒数1
 
感谢您的认可,不过原厂现在不是一维修为主的,我们是主做维修的,如果您后期有什么仪器需要售后维修可以考虑一下我们额~~~~~
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