可用的高精度數字示波器實(shí)現方法

高清晰度和高分辨率是各個(gè)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(yǔ)，這些術(shù)語(yǔ)本身并沒(méi)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(shí)會(huì )使用誤導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(guò)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，對于各種設計方法有兩個(gè)不可分割的規則：

1. 當使用等效的軟件后處理技術(shù)來(lái)進(jìn)一步改善硬件噪聲和分辨率時(shí)，高分辨率硬件總是會(huì )獲得更好的噪聲性能和更高的有效位數。

2.如果帶寬和采樣率要保持在高規格下，要獲得更低的噪聲和更高的有效位數，則軟件后處理技術(shù)不能取代高分辨率硬件。

 

可用的高精度數字示波器實(shí)現方法

以下是可用于高分辨率示波器的實(shí)現方法：

實(shí)現方法1：傳統的8bit示波器硬件

傳統的示波器采集系統

沒(méi)有高分辨率組件

軟件后處理技術(shù)，可實(shí)現超過(guò)額定ADC的分辨率（當高分辨率/精度“模式”打開(kāi)時(shí)，降低帶寬和采樣率）

 

實(shí)現方法2：?jiǎn)蝹€(gè)高分辨率ADC組件

前端放大器噪聲與8位系統性能一致的傳統示波器采集系統

單個(gè)高分辨率組件(通常是ADC，宣城是10bit或者12 bit)

 

實(shí)現方法3：整體系統方法（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)

低噪聲系統架構

 

實(shí)現方法4：多種方法的結合

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(méi)有本質(zhì)上的錯誤，但軟件后處理方法要求用戶(hù)接受帶寬和采樣率的降低以實(shí)現其宣稱(chēng)的分辨率，或者可能不具有與宣稱(chēng)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字示波器用戶(hù)可以接受，那么具有這些限制的任何設計方法也是可接受的。