Pico示波器的直流偏置功用十倍進步丈量的活絡度
發布時間：2020-02-25 14:22:27 瀏覽：2423
直流偏置也叫模仿偏置，它是Pico示波器中一項重要的功用。假如用的好，它能讓你的示波器發揮最優測驗功用，在丈量小信號時候取得最佳的筆直分辨率，物盡其用。
Pico示波器5000系列16位分辨率
直流偏置的作業原理是在輸入信號上疊加以一個直流電壓，假如信號本來超過了示波器的模數轉化(ADC)量程，這個偏置可以把信號調整回來適應ADC的輸入規模。
典型運用：LVDS信號
注：本測驗中運用的示波器型號是Pico 6404B，4通道500MHz示波器， 8bit分辨率，運用被測信號是自行模仿產生的LVDS信號。
不運用直流偏置會怎么樣？
接下來的一張圖顯現了一個仿真的LVDS信號 (差分信號的一半)，咱們挑選了±2V的量程，這是能完好采集整個信號的最小量程了（最大可能的活絡度）。縱然示波器有8bit的分辨率，相當于256個電壓差級，信號只占到整個量程的很小一部分，精確地說是4V中的350mV, 或許22個電壓差級。 這說明咱們只用了 log22/log2 ≈ 4.5bit 的ADC分辨率，還有3.5bit徹底浪費了。
這時候把信號放大，就能很明顯地看到低分辨率的后果，咱們用游標量了一下，噪聲丈量出來是16mV，挨近一個ADC的電壓差級(4V / 256 = 15.6mV)
運用直流偏置的成果
在Pico軟件里面，每個通道都有一個下拉菜單，咱們設置相應通道的DC偏置為-1.2V，以抵消輸入信號的共模直流電平
現在示波器運用的是400mV的量程捕獲350mV的電壓，相當于256個量化等級中用了224級。因而咱們相當于用了log 224/ log2 = 7.8bit的分辨率，比較于之前的設置多用了3bit的分辨率，精度進步了挨近10倍。
現在再放大波形，可以看到明顯的分辨率提升。用游標丈量噪聲發現是1.58mV，仍然是差不多1個量化差級（400mV / 256 ≈ 1.56mV），但是這一次噪聲相對于被測電壓就小的多了，只要十分之一。
運用溝通耦合又如何？
有些示波器沒有直流偏置功用，或許偏置的電壓規模太小，有時候可以運用AC耦合的方法來消除直流偏置。這種方法只能在信號的直流分量十分安穩的時候起作用，假如直流供電的信號有紋波，例如本事例中的LVDS信號，作用就不會很好了。由于這個信號和電源不同，它沒有直流穩壓，因而不具備一個安穩的均勻電壓，直流分量會跟著數據碼型上下漂動，導致丈量成果很不精確。
這兒首要展現一個運用AC溝通耦合的成功事例：1個10V電壓上面的正弦紋波，相同是直接采集有效信號所占量程份額很小
假如用AC耦合的方法去除直流，然后挑選一個更加活絡的量程，就充分利用了示波器的最大分辨率。
但是，假如相同方法套用在LVDS波形上，在數據流平穩的時候成果尚能承受，假如突發性的數據包隨機呈現或許通過一段較長的時刻，沒有任何數據，這時候示波器輸入端的隔直電容開始充電，導致呈現一個巨細不定的直流漂移，它會緩慢改變，過好久才徹底消失。
針對一種典型的低電平信號：LVDS，運用Pico示波器的直流偏置功用，可以很十倍地進步丈量的活絡度，也就是10倍地進步了筆直丈量的分辨率。而對比之下，AC耦合方法，在安穩的波形中尚且可用，如電源紋波測驗，而在串行信號碼流信號的測驗中就綽綽有余了。
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