如何正確測量示波器的底噪

　　示波器的底噪到底是什么呢？

　　我們所說的“底噪”，通常是指示波器的“基線本底噪聲”，在示波器的模擬前端和數字轉換過程造成的垂直噪聲。

　　底噪在示波器屏幕上表現出來就是當示波器置于最靈敏的垂直檔位時產生的噪聲波形。當然，示波器的底噪與儀器使用的器件、硬件設計、信號處理等各方面都有關系。

　　當我們在測量一些微小信號時，測量過程中引入的干擾噪聲是不能忽略的，既然不能消除它，就要盡量選擇噪聲足夠小的機器。當示波器的底噪很大時，就會影響微小信號的測量準確度；若示波器的底噪很低，則微小信號的測量就會更準確，那么測量工作就會更有價值。

　　那么應如何正確測量示波器的底噪呢？

　　1. 確保示波器處于正常的運行狀態(tài)；

　　2. 示波器不接探頭或示波器BNC信號與地短接；

　　3. 設置合適的水平時基檔位和垂直時基檔位（一般都是非常靈敏的檔位，如2mv/div，1us/div等）；

　　4. 短按【Trigger】旋鈕，調整觸發(fā)電平，使底噪波形穩(wěn)定顯示。

　　由于示波器屏幕上顯示的是噪聲的峰值偏移，所以對示波器底噪最直觀的測量參數就是峰峰值測量。屏幕上顯示的就是ZDS2022示波器的底噪，我們可以看到非常低。

　　各示波器的底噪測量

　　由于手頭正好有T公司的MSO4054示波器與A公司的MSO-X3012A示波器，我們現在就來測量一下這兩臺示波器的底噪大小。

　　當然，示波器的底噪受多種因素的影響，比如采樣率、帶寬、通道耦合方式、通道垂直分辨率和水平時基檔位等；在對多臺示波器進行底噪對比測量時，應盡量排除其他因素的影響，示波器檔位設置應盡量靈敏。

　　從總體上來說，示波器指標對底噪的影響情況為：

　　帶寬越高，噪聲越大，因為帶寬越高，采集到的信號諧波分量越豐富；

　　采樣率越大，噪聲越大，因為采樣點越多，重構波形越精確，所看到的信號細節(jié)越多。

　　圖1 MSO4054底噪

　　圖2 ZDS2022示波器底噪

　　水平時基檔位均設為2us/div，垂直檔位時基均設為2ms/div，此時MSO4054示波器采樣率為500M次/秒，ZDS2022示波器采樣率為1G次/秒。我們觀察到MSO4054示波器底噪峰峰值的平均值為1.60mV，ZDS2022示波器的底噪峰峰值的平均值為351uV。理論上采樣率越高，波形細節(jié)越清晰，底噪應該越大。可能是由于示波器品質以及一些元器件處理方式不一樣，才會出現上述峰峰值平均測量1.60mV與351uV的差距吧！

　　圖3 MSO-X3012A底噪

　　圖4 ZDS2022示波器底噪

　　再來測量下A公司的MSO-X3012A示波器的底噪，水平時基檔位均設置為100us/div，垂直時基檔位均設為2mV/div，此時采樣率均為1GSa/s，ZDS2022帶寬為200MHz， 但MSO-X3012A示波器帶寬為100 MHz，。

　　我們觀察到MSO-X3012A示波器的底噪峰峰值的平均值測量結果是1.6676mV，ZDS2022示波器的底噪峰峰值的平均值測量結果是444uV！事實上，當帶寬越高時，采集到的信號諧波分量越豐富，底噪應越大，但可能因示波器技術品質不同，才會出現1.6676mV和444uV的差距吧。而且，MSO-X3012A示波器不光底噪數值大，而且在其底噪邊緣有很多水平空線條，這其實是低檔位下數字放大的結果，而它的實際硬件技術可能并沒有支持到2mV/div。而ZDS2022示波器根本看不到空線條，其關鍵就是硬件技術！通過對比測量示波器底噪峰峰值的平均值，就可以看出示波器對底噪處理能力的高低。其實從處理底噪這一問題上，就可以間接地反映出該示波器的技術含量了。

　　當您在測量微小信號或一些微抖動時，一定要注意下示波器的底噪大小，當機器的底噪很大時，您的測量結果可能就沒有很大的參考價值了。ZDS2022示波器高性能，低底噪，值得擁有。用心為您解決每一個問題，我們渴望聽到您的聲音！