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可用的高精度數(shù)字示波器實(shí)現(xiàn)方法

發(fā)布時間: 2019-04-28  點(diǎn)擊次數(shù): 1581次
高精度數(shù)字示波器的實(shí)現(xiàn)方法
高清晰度和高分辨率是各個示波器制造商用于定義8位以上垂直分辨率的可互換術(shù)語,這些術(shù)語本身并沒有揭示為獲得更高分辨率所采用的底層技術(shù),以及與其相關(guān)的任何缺點(diǎn)或所用方法的整體質(zhì)量。實(shí)際上,他們有時會使用誤導(dǎo)性的方式混淆示波器的實(shí)際性能。
示波器中的高分辨率是通過低噪聲高分辨率硬件、軟件后處理技術(shù)或二者的某種組合獲得的,對于各種設(shè)計(jì)方法有兩個不可分割的規(guī)則:
1. 當(dāng)使用等效的軟件后處理技術(shù)來進(jìn)一步改善硬件噪聲和分辨率時,高分辨率硬件總是會獲得更好的噪聲性能和更高的有效位數(shù)。
2.如果帶寬和采樣率要保持在高規(guī)格下,要獲得更低的噪聲和更高的有效位數(shù),則軟件后處理技術(shù)不能取代高分辨率硬件。
 
可用的高精度數(shù)字示波器實(shí)現(xiàn)方法
以下是可用于高分辨率示波器的實(shí)現(xiàn)方法:
實(shí)現(xiàn)方法1:傳統(tǒng)的8bit示波器硬件
傳統(tǒng)的示波器采集系統(tǒng)
沒有高分辨率組件
軟件后處理技術(shù),可實(shí)現(xiàn)超過額定ADC的分辨率(當(dāng)高分辨率/精度“模式”打開時,降低帶寬和采樣率)
 
實(shí)現(xiàn)方法2:單個高分辨率ADC組件
前端放大器噪聲與8位系統(tǒng)性能一致的傳統(tǒng)示波器采集系統(tǒng)
單個高分辨率組件(通常是ADC,宣城是10bit或者12 bit)
 
實(shí)現(xiàn)方法3:整體系統(tǒng)方法(始終保持高分辨率)
低噪聲前端放大器
高分辨率ADC(典型的是12 bit)
低噪聲系統(tǒng)架構(gòu)
 
實(shí)現(xiàn)方法4:多種方法的結(jié)合
方式1和方式2的組合
方式1和方式3的組合
任何一種方法與其他任何方法相比都沒有本質(zhì)上的錯誤,但軟件后處理方法要求用戶接受帶寬和采樣率的降低以實(shí)現(xiàn)其宣稱的分辨率,或者可能不具有與宣稱的分辨率一致的噪聲性能。如果這些折衷是已知的并且高精度數(shù)字示波器用戶可以接受,那么具有這些限制的任何設(shè)計(jì)方法也是可接受的。
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