揭開(kāi)測試測量的小秘密——每周一考 【第4周】

2、有什么方法可以提高示波器的電壓測量精度？

3、示波器能做頻譜分析嗎？和頻譜儀有什么區別？

---------------------------我是答案分界線(xiàn)----------------------------------------

1、示波器里集成硬件頻率計有什么好處？

（答案由安捷倫李凱提供）時(shí)鐘頻率測量是一項基本的測量參數。傳統的示波器是對采樣到的時(shí)鐘波形的周期進(jìn)行測量，然后根據周期的測量結果計算出信號頻率。當信號的周期比較短或上升沿比較緩慢時(shí)，周期時(shí)間測量的誤差會(huì )比較大，通常只能提供3位左右的有效數字，因此計算出的頻率結果也通常只能提供3位左右的測量精度。而頻率計則是用硬件電路直接對被測信號邊沿進(jìn)行計數從而得到精確的頻率結果，因此硬件頻率計的頻率測量精度通常遠遠高于普通示波器。Agilent的7000/6000/3000X都內置了硬件頻率計，可以進(jìn)行10ppm量級的精確頻率測量，當使用精準外部時(shí)基時(shí)測量精度還可以更高。

2、有什么方法可以提高示波器的電壓測量精度？

（答案由安捷倫李凱提供）實(shí)時(shí)示波器主要用于觀(guān)察快速變化的電壓波形，因此實(shí)時(shí)示波器通常都有比較高的采樣率。但是在提高實(shí)時(shí)示波器的ADC采樣率的同時(shí)，很難兼顧高的分辨率，因此目前市面上的絕大部分實(shí)時(shí)示波器都采用8bit的ADC芯片。8bit的ADC的理論垂直電壓分辨率可以達到滿(mǎn)量程的1/256，再加上其它非線(xiàn)性和噪聲等問(wèn)題，實(shí)際示波器的直流電壓測量精度一般為滿(mǎn)量程的2%左右。如果需要提高示波器的電壓測量精度，通?？梢允褂?種方法：一種是平均模式，另一種是高分辨率模式。平均模式就是采集多個(gè)波形并把每個(gè)波形中相同時(shí)刻的點(diǎn)的幅度值做線(xiàn)性平均來(lái)減小隨機噪聲，從而提高電壓測量精度。平均模式不會(huì )減少系統帶寬，但是要求被測信號是重復性信號，否則信號也會(huì )被平均掉。高分辨率模式則是另一種方法，它是對在同一段波形中的相鄰點(diǎn)做平均，從而減小隨機噪聲。高分辨率模式不要求信號是重復性的，但由于在相鄰點(diǎn)間做平均，所以會(huì )降低系統帶寬，一般適用于頻率不太高的小信號測量。Agilent的Infiniium系列示波器里在高分辨率模式下可以設置等效的分辨率到最大12bit，并可以指示當前情況下的系統帶寬，從而避免了用戶(hù)在使用高分辨率模式時(shí)過(guò)濾掉有用信號。

3、示波器能做頻譜分析嗎？和頻譜儀有什么區別？

（答案由安捷倫李凱提供）目前大部分實(shí)時(shí)示波器都可以對采集到的時(shí)域信號做FFT變化以得到信號的頻譜，并可以象頻譜儀一樣設置中心頻點(diǎn)、span等，方便了需要對信號做頻域分析的用戶(hù)。比如做電源測試的人員可以通過(guò)FFT功能分析電源紋波噪聲的頻率，做高速數字設計的人員可以通過(guò)研究數字信號的頻率分布來(lái)設計和優(yōu)化傳輸通道設計。用示波器做頻譜分析還有一個(gè)好處就是可以靈活使用各種探頭去探測被測信號。示波器和頻譜儀做頻譜分析的主要區別在于動(dòng)態(tài)范圍不同，頻譜儀一般采用窄帶掃頻的方式，其動(dòng)態(tài)范圍通?？梢宰龅?0db左右或者更高。而示波器里8bit的ADC制約了其做FFT分析的動(dòng)態(tài)范圍，一般動(dòng)態(tài)范圍在40dB左右。所以如果要測有大信號存在下的微小信號的頻譜，就需要用到頻譜儀。