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电源噪声测试中示波器的量化误差 [2014/9/15]

   示波器是一种常用的电子测量仪器,它可以把肉眼看不见的电信号转换为可见的图像,以便于人们研究电现象的变化构成。示波器的作用是非常广泛的,还可以使用示波器液位计物位计物位变送器液位变送器电容式物位计电容式液位计电容式物位变送器电容式液位变送器物位开关液位开关电容液位计电容物位计液位仪表物位仪表电容液位变送器电容物位变送器射频电容式液位开关射频电容式物位开关电容式液位开关电容式物位开关音叉式液位开关经行噪声测试,那么具体的测试方法是什么呢?
    在电源噪声测试中,示波器的量化误差会导致测量不准确。示波器存在量化误差,实时示波器的ADC为8位,把模拟信号转化为2的8次方(即256个)量化的级别,当显示的波形只占屏幕很小一部分时,则增大了量化的间隔,减小了精度,准确的测量需要调节示波器的垂直刻度(必要时使用可变增益),尽量让波形占满屏幕,充分利用ADC的垂直动态范围。
    通常测量电源噪声,使用有源或者无源探头,探测某芯片的电源引脚和地引脚,然后示波器设置为长余辉模式,最后用两个水平游标来测量电源噪声的峰峰值。这种方法有一个问题是,常规的无源探头或有源探头,其衰减因子为10,和示波器连接后,垂直刻度的最小档位为20mV,在不使用DSP滤波算法时,探头的本底噪声峰峰值约为30mV.以DDR2的1.8V供电电压为例,如果按5%来算,其允许的电源噪声为90mV,探头的噪声已经接近待测试信号的1/3,所以,用10倍衰减的探头是无法准确测试1.8V/1.5V等小电压。在实际测试1.8V噪声时,垂直刻度通常为5-10mV/div之间。
    另外,探头的GND和信号两个探测点的距离也非常重要,当两点相距较远,会有很多EMI噪声辐射到探头的信号回路中,示波器观察的波形包括了其他信号分量,导致错误的测试结果。所以要尽量减小探头的信号与地的探测点间距,减小环路面积。
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