高分辨率示波器的低失真測量

　　用PicoScope 4262高分辨率示波器來(lái)進(jìn)行故障查詢(xún)及測試。

　　基本的故障查詢(xún)

　　PicoScope4262是一款高分辨率示波器，它非常適用于一般情況下的故障查詢(xún)。有兩個(gè)輸入通道，可以在同一時(shí)間內顯示信號在時(shí)域和頻域內的視圖。光譜視圖中提供了自動(dòng)測量的一些數據，包括失真度和噪聲。

　　動(dòng)態(tài)范圍

　　在大多數的數字示波器中，從模擬到數字的轉換器都只有8位分辨率，可產(chǎn)生256個(gè)量化水平。這相當于是一個(gè)理想的48dB的動(dòng)態(tài)范圍。PicoScope4262有一個(gè)16位分辨率模擬到數字的轉換器，可以產(chǎn)生65536個(gè)量化水平，動(dòng)態(tài)范圍增加到96dB。

　　96dB是理論中的最佳值，但在實(shí)際中，采集系統中會(huì )有一些噪音，這些噪音會(huì )減小實(shí)際的動(dòng)態(tài)范圍。

　　信號發(fā)生器和采集系統的動(dòng)態(tài)范圍是通過(guò)將信號發(fā)生器的輸出直接連接到A通道的輸入上來(lái)進(jìn)行測量的，如圖1所示。

　　圖1 通過(guò)將信號發(fā)生器的信號輸出到示波器中來(lái)測量動(dòng)態(tài)范圍

　　圖2顯示的是PicoScope中的頻譜圖

　　這是通過(guò)在時(shí)域中采集正弦波信號，然后點(diǎn)擊頻域按鈕得到的。

　　為了測量出動(dòng)態(tài)范圍，我們需要將A通道的兩個(gè)標尺(由Y軸上的藍色方塊進(jìn)行控制)和信號的峰值和噪聲層對齊。通過(guò)計算兩個(gè)標尺之間的差值，標尺框中會(huì )給出動(dòng)態(tài)范圍，大約為-98dB。

　　檢測波形失真

　　這個(gè)測試檢測的是立體聲放大器的失真度。它展示了PicoScope示波器如何自動(dòng)檢測諧波，即使是在時(shí)域波形看起來(lái)很整潔的情況下。PicoScope4262有足夠的動(dòng)態(tài)范圍可以去捕捉這些信號中是否含有噪音或者是否產(chǎn)生失真。

　　圖3 失真檢測設置

　　圖4和圖5展示了PicoScope顯示屏被被分為4個(gè)視圖：兩個(gè)通道中每個(gè)通道的時(shí)域圖和頻域圖。每個(gè)視圖都可以通過(guò)在默認視圖上點(diǎn)擊右鍵并選擇添加視圖進(jìn)行添加。

　　圖4 通道A和B的四個(gè)視圖，通道B THD為 -61dB。在時(shí)域視圖中看不到失真。

　　圖5 增加通道A和B的輸出功率水平，可以看到在一些信道中的諧波頻譜圖發(fā)生畸變

　　毛刺檢測

　　PicoScope余輝模式對于捕獲不必要的點(diǎn)或者音頻信號故障是非常有用的。在普通示波器的顯示中，這些信號在屏幕上僅僅只有幾分之一秒，所以很難進(jìn)行準確的測量。余輝模式會(huì )導致舊波形在后臺保持，同時(shí)新波形在上面繼續更新。

　　圖6 毛刺檢測設置

　　1. 在PicoScope工具欄中點(diǎn)擊余輝模式按鈕

　　2. 去除設置的默認值或者通過(guò)點(diǎn)擊余輝模式進(jìn)行調整。

　　余輝選項中主要的選擇是彩色余輝模式還是模擬精度模式。

　　彩色余輝模式，如圖7所示，可以看出新的波形相對于舊的波形在顏色上更加鮮艷，更容易使故障脫穎而出。

　　模擬精度模式有一個(gè)類(lèi)似的效果，但是使用的是一個(gè)顏色的不同深淺效果。這看起來(lái)更像是模擬余輝的顯示效果。

　　圖7 彩色余輝模式，以更加鮮艷的顏色展示毛刺信號

　　總結

　　PicoScope 4262的高分辨率使得它更適合用于檢測低噪聲、低失真信號，并為其內置的信號發(fā)生器移出額外信號源的需求。5MHz的帶寬可以很快的分析音頻、超聲波和振動(dòng)信號以及開(kāi)關(guān)模式電源的特征噪聲，并測量失真度，執行精密的測量任務(wù)