觀測(cè)不同垂直分辨率下的測(cè)量效果

最近RIGOL推出了一款全新數(shù)字示波器DS70000，支持8bit~16bit可調(diào)垂直分辨率，我們看一下它是如何實(shí)現(xiàn)高分辨率指標(biāo)的，原理示意圖如下。

通過(guò)框圖可以看到——

1. 模擬前端電路濾除輸入模擬信號(hào)中高于 Nyquist 頻率的信號(hào)成分，防止信號(hào)混疊。

2. 進(jìn)行采集/存儲(chǔ)之前經(jīng)過(guò)ADC轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)N抽頭低通 FIR 濾波器衰減信號(hào)中的高頻噪聲。

3. 在采樣之后，再次經(jīng)過(guò)M抽頭的低通 FIR 濾波器衰減噪聲。

DS70000示波器通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行多級(jí)FIR低通濾波處理，大幅降低了量化噪聲和熱噪聲，提高了系統(tǒng)信噪比，并且避免信號(hào)產(chǎn)生混疊效應(yīng)。通過(guò)用8位ADC和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高達(dá)16bit的垂直分辨率。

我們?cè)賹?duì)比一下使用DS70000示波器測(cè)量同一個(gè)信號(hào)在不同垂直分辨率設(shè)置下的波形。分別將分辨率設(shè)置為8bit和16bit，通過(guò)探頭接入信號(hào)，待示波器采集完畢，按Stop鍵鎖定捕獲信號(hào)。

從上圖中可以看到，選擇8bit分辨率時(shí)，受256個(gè)量化等級(jí)限制及寬帶熱噪聲的影響，波形線條比較粗且有可見(jiàn)的量化臺(tái)階，難以觀察信號(hào)的細(xì)節(jié)；而選擇16bit高分辨率模式時(shí)，波形平滑并且細(xì)節(jié)完美呈現(xiàn)。

5、總結(jié)

垂直分辨率是衡量示波器性能的關(guān)鍵指標(biāo)，代表了示波器的精度，在測(cè)量疊加在一個(gè)大電壓信號(hào)上的小信號(hào)的場(chǎng)景時(shí)，垂直分辨率是測(cè)試成敗的關(guān)鍵。

RIGOL自主研發(fā)的DS70000系列數(shù)字示波器，除了支持8bit~16bit的可調(diào)分辨率，還具有20GSa/s采樣率和4GHz實(shí)時(shí)帶寬，達(dá)到了業(yè)界領(lǐng)先水平。

（本文源自 普源精電  RIGOL）