示波器的有效位指標(biāo)ENOB探討

　　ENOB的值和頻率有關(guān)，且每款示波器都有自己的ENOB曲線。ENOB曲線是針對(duì)整個(gè)示波器系統(tǒng)的而不僅是其8bit的ADC芯片。

什么是ENOB?ENOB是怎么測(cè)量的?

　　ENOB 是用一個(gè)固定幅度的正弦波信號(hào)進(jìn)行掃頻，在不同頻率下對(duì)采集到的電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和評(píng)估。分析的方法可分為時(shí)域和頻域的。時(shí)域的評(píng)估方法是把采集到的時(shí)域數(shù)據(jù)和一個(gè)據(jù)此的擬和出的理想波形相減，相減的結(jié)果就是噪聲。噪聲可能來(lái)自于示波器的前端，比如不同頻率下相位的非線性和幅度變化，還有可能來(lái)自于ADC拼接造成的失真。頻域的評(píng)估方法是對(duì)信號(hào)做FFT變換，然后把主信號(hào)功率和帶寬內(nèi)的其它噪聲和失真功率相減。用時(shí)域和頻域方法得到的結(jié)果是一樣的。

　　如果您想進(jìn)行ENOB測(cè)量，或者分析您的示波器廠商提供的ENOB指標(biāo)，需要考慮以下因素。進(jìn)行ENOB測(cè)量時(shí)使用的正弦波信號(hào)源的純度會(huì)影響ENOB的結(jié)果。首先，信號(hào)源和配合使用的濾波器需要保證測(cè)量源的ENOB比被測(cè)示波器的ENOB要大。其次，ENOB的測(cè)量結(jié)果和被測(cè)信號(hào)是否充滿示波器滿量程有關(guān)，被測(cè)信號(hào)充滿示波器屏幕滿量程的75%和90%得到得ENOB的結(jié)果是不一樣的。任何有效bit的的比較或測(cè)量都需要考慮被測(cè)信號(hào)的頻率和幅度的影響。

　　ENOB能說(shuō)明什么?

　　ENOB 可以用來(lái)衡量示波器ADC的質(zhì)量。如果示波器的ENOB指標(biāo)好，它的時(shí)間誤差、頻率雜散(通常由拼接誤差引起)都比較小，同時(shí)寬帶噪聲也比較低。如果您的應(yīng)用主要和正弦波相關(guān)，ENOB是進(jìn)行示波器選擇的很有用的指標(biāo)。

　　ENOB不能說(shuō)明什么?

　　盡管ENOB是測(cè)量ADC和前端好壞的一個(gè)方法，但是它忽略了其它幾個(gè)屬性。ENOB沒(méi)有考慮偏置誤差、相位不一致以及頻響失真等。圖2顯示了一個(gè)輸入信號(hào)在兩臺(tái)不同的示波器上的測(cè)量結(jié)果。兩臺(tái)示波器的ENOB是相同的，但示波器1顯示的波形更加接近真實(shí)的輸入信號(hào)，而示波器2顯示的波形就失真比較大。

　　圖2 盡管ENOB提供了一種評(píng)估示波器的基本方法，它并沒(méi)有考慮到幅相平坦度的影響。

　　圖中示波器1和2有相同ENOB,但示波器2有偏置誤差和相位失真，因此不能真實(shí)還原輸入信號(hào)。

　　ENOB沒(méi)有考慮到示波器可能引入的偏置誤差，兩臺(tái)有相同ENOB的示波器有可能顯示的波形形狀完全一樣但是絕對(duì)電壓偏置不一樣。對(duì)于這一點(diǎn)，測(cè)量示波器在不同偏置下的底噪聲或者評(píng)估直流增益指標(biāo)可以提供更好的評(píng)價(jià)方法。

　　理想情況下所有示波器都具