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數字示波器進行多域測量的方法


時間:2015-09-25 作者:五五
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這進一步改善了在目標頻帶寬度上的信噪比。
      由于FFT頻譜產生于原始的時域信號,因此通過對同一信號進行時間和頻率上的分析,可以獲得大量的有用信息。某個信號在時域中可能是穩定和正確的,在頻域分析時可以發現噪聲變大、未知的雜散信號以及其他在時域分析中不易發現的異常事件。在某些示波器上還可以使用時域選通分析功能。借助該功能,可以實現更強大的檢測功能。通過選通方式進行FFT變換或者限制在某個時間記錄的特定位置作FFT,可以在指定的時間點觀察傅立葉變換,從而有助于確定產生問題的時間點。獲得了干擾信號的周期或頻率之后,可以更加準確、快速排除差錯或者故障。
      最后需要指出的是,不將頻譜分析限制在某個特定單一通道上通常也是非常重要的。某些情況下,事件可能影響多個通道的信號,對多個通道同時進行頻譜分析可以提供更多的測試信息。如在時間上相互關聯的被干擾信號和干擾信號的頻譜分析視圖可以為問題分析提供有力證據。[pagebreak]
      動態范圍
      合適地利用FFT實現信號分析,還必須了解示波器的動態范圍。高動態范圍、無雜散信號等特點對于正確地進行時域采樣并將其轉換至頻域至關重要。示波器的動態范圍不可避免地取決于示波器模數轉換器(ADC)的性能及其有效位數(ENOB)。有效位數越多,動態范圍越高,信噪比(SNR)越大,精度越好。理想ADC可以將給定電壓轉換至2K個量化等級之一;其中,對于8ADCK8,其對應的量化等級有256個。然而,ADC存在偏置誤差和增益誤差、非線性誤差和噪聲,這些均會影響其動態范圍,從而,使得其有效位數由8降至47之間的某個值。此外,示波器也不僅僅只包括一個模數轉換器,它還有前端放大器和濾波器等,這些組件都會帶來噪聲,進一步劣化總體ENOB。因此,為了實現可測量動態范圍的最大化,必須綜合考慮整個信號采樣鏈上的全部組件。
      大量示波器采用多個低速ADC的交織采樣技術實現高采樣率。

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