示波器基礎(chǔ)系列之十七—— 增強(qiáng)分辨率（ERES）

下面的直方圖是經(jīng)過增強(qiáng)分辨率處理后的同一波形。注意，每個(gè)二元組包含著數(shù)據(jù)，表明現(xiàn)在有超過2048個(gè)電壓電平(11位)。

IV. 改善帶寬

在許多應(yīng)用中，帶寬損失可能會(huì)限制增強(qiáng)分辨率的用處。在這些情況下，可以使用增強(qiáng)分辨率，改善波形分辨率，而不是信噪比。可以通過兩種方式校正帶寬 限制。如果信號(hào)是重復(fù)的，那么可以使用隨機(jī)通道復(fù)用采樣或RIS。在RIS模式下，示波器對(duì)重復(fù)波形的有效采樣率提高到高達(dá)200 GS/s。由于增強(qiáng)分辨率帶寬與采樣頻率成比例，因此這可以把處理的帶寬提高達(dá)10:1。

另一種常用技術(shù)是對(duì)采集的信號(hào)應(yīng)用內(nèi)插。(Sinx)/x內(nèi)插函數(shù)使有效采樣率提高了10:1。選配的內(nèi)插數(shù)學(xué)函數(shù)可以把有效采樣率提高達(dá) 50:1。在圖5中，上面的一對(duì)曲線顯示了以20 GS/s采樣的波形。2位的增強(qiáng)分辨率把帶寬降低到580 MHz。通過應(yīng)用(sinx)/x內(nèi)插，有效采樣率提高到200 GS/s，2位增強(qiáng)的增強(qiáng)分辨率帶寬現(xiàn)在是5800 MHz。

注意事項(xiàng)

增強(qiáng)分辨率函數(shù)只會(huì)改善曲線的分辨率，不會(huì)改善8位ADC原始量化的精度或線性度。高分辨率濾波器具有良好臨時(shí)響應(yīng)的限制，不能使用最大平坦濾波 器。因此，傳輸頻帶會(huì)導(dǎo)致截止頻率附近的信號(hào)發(fā)生小的衰減。所以，在使用這些濾波器時(shí)，一定要注意通過的最高頻率可能會(huì)略微衰減。圖6是典型高分辨率濾波 器的頻響(3位增強(qiáng)濾波器)，其中標(biāo)出了80 MHz的-3 dB截止頻率或1.6%的Nyquist頻率。

必須在有限記錄長(zhǎng)度上執(zhí)行濾波。記錄末端有不連續(xù)點(diǎn)，因?yàn)闆]有定義這些點(diǎn)上的濾波輸出。數(shù)字示波器沒有顯示這些數(shù)據(jù)點(diǎn)，因此在濾波后曲線變得略短。 丟失的樣點(diǎn)與使用的濾波器的脈沖響應(yīng)長(zhǎng)度完全相同，因此在2 – 106個(gè)樣點(diǎn)之間變化(參見表1)。由于這里介紹的示波器有非常長(zhǎng)的波形存儲(chǔ)器，因此通常注意不到這種丟失(在最壞情況下，其只占50,000點(diǎn)曲線的 0.2%)。但是，用戶可能會(huì)要求濾波很短、沒有數(shù)據(jù)輸出的記錄。在這種情況下，DSO將不允許使用濾波。

VI. 總結(jié)

第III部分和第IV部分的實(shí)例分別說明了增強(qiáng)分辨率函數(shù)的功能：一個(gè)降低噪聲和低通濾波，另一個(gè)是改善垂直分辨率。但在許多情況下，這兩種功能是 共存的，其會(huì)以與平均函數(shù)非常類似的方式對(duì)得到的增強(qiáng)分辨率曲線產(chǎn)生綜合影響。因此，在單次應(yīng)用中，增強(qiáng)分辨率為替代平均函數(shù)提供了理想的方案。