示波器的有效位指標ENOB探討

　　ENOB的值和頻率有關(guān)，且每款示波器都有自己的ENOB曲線(xiàn)。ENOB曲線(xiàn)是針對整個(gè)示波器系統的而不僅是其8bit的ADC芯片。

什么是ENOB?ENOB是怎么測量的?

　　ENOB 是用一個(gè)固定幅度的正弦波信號進(jìn)行掃頻，在不同頻率下對采集到的電壓數據進(jìn)行分析和評估。分析的方法可分為時(shí)域和頻域的。時(shí)域的評估方法是把采集到的時(shí)域數據和一個(gè)據此的擬和出的理想波形相減，相減的結果就是噪聲。噪聲可能來(lái)自于示波器的前端，比如不同頻率下相位的非線(xiàn)性和幅度變化，還有可能來(lái)自于A(yíng)DC拼接造成的失真。頻域的評估方法是對信號做FFT變換，然后把主信號功率和帶寬內的其它噪聲和失真功率相減。用時(shí)域和頻域方法得到的結果是一樣的。

　　如果您想進(jìn)行ENOB測量，或者分析您的示波器廠(chǎng)商提供的ENOB指標，需要考慮以下因素。進(jìn)行ENOB測量時(shí)使用的正弦波信號源的純度會(huì )影響ENOB的結果。首先，信號源和配合使用的濾波器需要保證測量源的ENOB比被測示波器的ENOB要大。其次，ENOB的測量結果和被測信號是否充滿(mǎn)示波器滿(mǎn)量程有關(guān)，被測信號充滿(mǎn)示波器屏幕滿(mǎn)量程的75%和90%得到得ENOB的結果是不一樣的。任何有效bit的的比較或測量都需要考慮被測信號的頻率和幅度的影響。

　　ENOB能說(shuō)明什么?

　　ENOB 可以用來(lái)衡量示波器ADC的質(zhì)量。如果示波器的ENOB指標好，它的時(shí)間誤差、頻率雜散(通常由拼接誤差引起)都比較小，同時(shí)寬帶噪聲也比較低。如果您的應用主要和正弦波相關(guān)，ENOB是進(jìn)行示波器選擇的很有用的指標。

　　ENOB不能說(shuō)明什么?

　　盡管ENOB是測量ADC和前端好壞的一個(gè)方法，但是它忽略了其它幾個(gè)屬性。ENOB沒(méi)有考慮偏置誤差、相位不一致以及頻響失真等。圖2顯示了一個(gè)輸入信號在兩臺不同的示波器上的測量結果。兩臺示波器的ENOB是相同的，但示波器1顯示的波形更加接近真實(shí)的輸入信號，而示波器2顯示的波形就失真比較大。

　　圖2 盡管ENOB提供了一種評估示波器的基本方法，它并沒(méi)有考慮到幅相平坦度的影響。

　　圖中示波器1和2有相同ENOB,但示波器2有偏置誤差和相位失真，因此不能真實(shí)還原輸入信號。

　　ENOB沒(méi)有考慮到示波器可能引入的偏置誤差，兩臺有相同ENOB的示波器有可能顯示的波形形狀完全一樣但是絕對電壓偏置不一樣。對于這一點(diǎn)，測量示波器在不同偏置下的底噪聲或者評估直流增益指標可以提供更好的評價(jià)方法。

　　理想情況下所有示波器都具