力科示波器基礎(chǔ)應(yīng)用系列之一 使用力科示波器測量噪聲

電路中的每個電子元器件會產(chǎn)生隨機(jī)噪聲。隨機(jī)噪聲的分析需要時域、頻率、統(tǒng)計域的工具。力科示波器具有表征隨機(jī)噪聲的能力，該應(yīng)用將主要展示這些功能。

工具
由于單獨(dú)測量無法提供之前或下一次測量的任何信息，隨機(jī)過程很難量化，只能查看該過程的累積測量。Figure 1展示了用于比如噪聲這樣的隨機(jī)過程的基本測量工具，最上面的跡線是輸入通道2的幅度時間曲線。底下的跡線是顯示噪聲隨頻率分布的功率譜密度曲線。再下面的跡線是單獨(dú)的噪聲電壓測量的直方圖，展示了單獨(dú)測量的幅值分布。最下面的跡線是通道每1000個采集點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)方差趨勢，顯示出在多次測量中測量值的變化。這些分析功能，結(jié)合測量參數(shù)，提供了噪聲測量的完整工具。時域測量
讓我們從大部分基本測量開始。Figure 2中我們做了帶寬受限噪聲波形的時域測量。通過使用測量參數(shù)取得了噪聲信號特征的一些認(rèn)識。大多數(shù)有意義的參數(shù)是波形的平均值，標(biāo)準(zhǔn)方差，峰峰值。這些測量的標(biāo)準(zhǔn)方差，可以描述為交流有效值，被看作成波形的有效值是非常有用的。參數(shù)統(tǒng)計可顯示平均值，最大值，最小值，標(biāo)準(zhǔn)方差，統(tǒng)計的測量值數(shù)量。讀出參數(shù)下的小直方圖稱為histicons，顯示了相關(guān)參數(shù)測量值的分布。直方圖
噪聲呈高斯分布，平均值和標(biāo)準(zhǔn)方差用來描述噪聲的概率密度函數(shù)（pdf）。直方圖提供了測量參數(shù)分布的簡單視圖。Figure 3 顯示了采集樣本值的直方圖。該直方圖為用戶提供了帶有被測過程的概率密度函數(shù)的估計。這個數(shù)據(jù)可以使用直方圖參數(shù)解釋。Figure 3 顯示了3個直方圖參數(shù)，hmean，hsdev，和range，分別是平均值，標(biāo)準(zhǔn)方差，范圍的直方圖分布。直方圖可由單次采樣或多次采樣計算出來。這兩種情況都能提供被研究過程的大量本質(zhì)認(rèn)識。這個例子中的偽高斯分布表明信號源是一個隨機(jī)過程。Figure 4 的直方圖稍有不同。分布的寬度增加了并且有2個峰。這是由于原本的隨機(jī)噪聲中存在小的正弦分量而引起的。正弦波分布有2個峰并且2個混合波形圍繞著構(gòu)成波形的分布。通過觀察分布的形狀可以了解被測過程發(fā)生了什么。在開始任何測量之前觀察噪聲分布無疑是一個好的實踐。