如何才能最大程度地減少示波器的固有噪聲

近年來，工程師在設計移動電話和其他電池供電的設備時通常都需要進行更靈敏的電流測量，以確保設備的電流消耗在可接受的范圍之內(nèi)。電流的測量過程非常麻煩，因為您不得不中斷電路并將測量儀器與電路串聯(lián)起來。使用鉗式電流探頭和示波器可以輕松實施電流測量，并且不必破壞電路。但是對于毫安級或更小的電流，其測量難度大大增加。本文安泰測試為大家介紹了幾個非常實用的測量技巧，可以幫助您在示波器噪聲較高的應用環(huán)境中精確測量小電流。

示波器的噪聲影響很重要

隨著電流電平的下降，示波器本身具有的噪聲將變成一個現(xiàn)實問題。所有示波器都有一個多余的特征 — 垂直噪聲。當您測量低電平信號時，測量系統(tǒng)的噪聲可能會導致實際信號測量的精度下降。由于示波器是一種寬帶測量儀器，所以示波器的帶寬越寬，垂直噪聲就越高。因此在測量之前，您需要仔細測試示波器的噪聲特征。500 MHz 帶寬示波器采用最靈敏的 V/ 格 設置時，其本底噪聲一般約為 2 mV 峰峰值。在進行低電平測量時，需要注意示波器上的采集存儲器可能會影響本底噪聲。在帶寬和其他條件都相同的情況下，采集存儲器越深，則噪聲就越大。另一方面，現(xiàn)代交流 /直流電流探頭 能夠測量 5 mA 的交流或直流電流，測量精度大約為 3%。這種電流探頭的設計采用每安培電流輸入，電壓輸出 0.1 V。換句話說，在測量 20 mA 以下的電流時，示波器自身的 2 mVpp 噪聲可能是最主要的噪聲來源。

那么，您如何才能最大程度地減少示波器的固有噪聲呢?對于現(xiàn)代的數(shù)字示波器來說，可以選擇的方法有很多：

1) 帶寬限制濾波器

大多數(shù)數(shù)字示波器均提供帶寬限制濾波器，這些濾波器能夠濾除輸入波形中的多余噪聲并降低噪聲帶寬，從而可以提高垂直分辨率。帶寬限制濾波器可以采用硬件實現(xiàn)，也可以采用軟件來實現(xiàn)。大多數(shù)帶寬限制濾波器都能根據(jù)您的需要來啟用或禁用。

2) 高分辨率采集模式

大多數(shù)數(shù)字示波器在正常采集模式下可以提供 8 位的垂直分辨率。某些示波器在高分辨率模式下能夠提供更高的垂直分辨率，通常可達 12 位，該模式可以降低垂直噪聲，提高垂直分辨率。通常，在應用了較慢的時間 / 格設置時，在屏幕上捕獲到的數(shù)據(jù)點非常多，此時高分辨率模式具有很大的影響。由于高分辨率模式下的采集將對單個觸發(fā)點相鄰的數(shù)據(jù)點取平均值，所以會降低采樣率和示波器的帶寬。

3) 平均模式

如果信號是周期性的或是直流信號，您可以使用平均模式來降低示波器的垂直噪聲。平均模式會多次采集周期性波形，并生成運行平均值以降低隨機噪聲。高分辨率模式會降低信號的采樣率和帶寬，而正常平均模式卻不會。不過，平均模式會減緩波形更新速率，因為它要進行多次采集來計算波形的平均值，然后才能在屏幕上畫出軌跡。當您選擇大量平均值時，降噪效果比以上任何一種方法都要明顯。

現(xiàn)在相信您通過以上介紹已了解如何使用以上任何一種技術(shù)來降低示波器的垂直噪聲，讓我們再來看一下如何提高電流探頭的精度和靈敏度，市場上的電流探頭有很多種。其中使用最方便、性能最出色的一種是鉗式交流 / 直流電流探頭，您可以用它夾住載流導體來測量交流或直流電流。如果您想了解示波器更多相關(guān)知識，歡迎關(guān)注安泰測試網(wǎng)。

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