高分辨率示波器的低失真測量

　　用PicoScope 4262高分辨率示波器來進行故障查詢及測試。

　　基本的故障查詢

　　PicoScope4262是一款高分辨率示波器，它非常適用于一般情況下的故障查詢。有兩個輸入通道，可以在同一時間內(nèi)顯示信號在時域和頻域內(nèi)的視圖。光譜視圖中提供了自動測量的一些數(shù)據(jù)，包括失真度和噪聲。

　　動態(tài)范圍

　　在大多數(shù)的數(shù)字示波器中，從模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換器都只有8位分辨率，可產(chǎn)生256個量化水平。這相當于是一個理想的48dB的動態(tài)范圍。PicoScope4262有一個16位分辨率模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換器，可以產(chǎn)生65536個量化水平，動態(tài)范圍增加到96dB。

　　96dB是理論中的最佳值，但在實際中，采集系統(tǒng)中會有一些噪音，這些噪音會減小實際的動態(tài)范圍。

　　信號發(fā)生器和采集系統(tǒng)的動態(tài)范圍是通過將信號發(fā)生器的輸出直接連接到A通道的輸入上來進行測量的，如圖1所示。

　　圖1 通過將信號發(fā)生器的信號輸出到示波器中來測量動態(tài)范圍

　　圖2顯示的是PicoScope中的頻譜圖

　　這是通過在時域中采集正弦波信號，然后點擊頻域按鈕得到的。

　　為了測量出動態(tài)范圍，我們需要將A通道的兩個標尺(由Y軸上的藍色方塊進行控制)和信號的峰值和噪聲層對齊。通過計算兩個標尺之間的差值，標尺框中會給出動態(tài)范圍，大約為-98dB。

　　檢測波形失真

　　這個測試檢測的是立體聲放大器的失真度。它展示了PicoScope示波器如何自動檢測諧波，即使是在時域波形看起來很整潔的情況下。PicoScope4262有足夠的動態(tài)范圍可以去捕捉這些信號中是否含有噪音或者是否產(chǎn)生失真。

　　圖3 失真檢測設(shè)置

　　圖4和圖5展示了PicoScope顯示屏被被分為4個視圖：兩個通道中每個通道的時域圖和頻域圖。每個視圖都可以通過在默認視圖上點擊右鍵并選擇添加視圖進行添加。

　　圖4 通道A和B的四個視圖，通道B THD為 -61dB。在時域視圖中看不到失真。

　　圖5 增加通道A和B的輸出功率水平，可以看到在一些信道中的諧波頻譜圖發(fā)生畸變

　　毛刺檢測

　　PicoScope余輝模式對于捕獲不必要的點或者音頻信號故障是非常有用的。在普通示波器的顯示中，這些信號在屏幕上僅僅只有幾分之一秒，所以很難進行準確的測量。余輝模式會導致舊波形在后臺保持，同時新波形在上面繼續(xù)更新。

　　圖6 毛刺檢測設(shè)置

　　1. 在PicoScope工具欄中點擊余輝模式按鈕

　　2. 去除設(shè)置的默認值或者通過點擊余輝模式進行調(diào)整。

　　余輝選項中主要的選擇是彩色余輝模式還是模擬精度模式。

　　彩色余輝模式，如圖7所示，可以看出新的波形相對于舊的波形在顏色上更加鮮艷，更容易使故障脫穎而出。

　　模擬精度模式有一個類似的效果，但是使用的是一個顏色的不同深淺效果。這看起來更像是模擬余輝的顯示效果。

　　圖7 彩色余輝模式，以更加鮮艷的顏色展示毛刺信號

　　總結(jié)

　　PicoScope 4262的高分辨率使得它更適合用于檢測低噪聲、低失真信號，并為其內(nèi)置的信號發(fā)生器移出額外信號源的需求。5MHz的帶寬可以很快的分析音頻、超聲波和振動信號以及開關(guān)模式電源的特征噪聲，并測量失真度，執(zhí)行精密的測量任務