当前示波器的垂直分辨率是什么样的?
1、无论我们手中的示波器是100MHz带宽,还是1GHz带宽,带来的主要差异是对高速信号分析仪的能力。有高带宽、高采样率可以帮助一些分析高频的模拟信号,也可以分析越来越快的数字信号。而示波器除了在水平时间轴上用更高带宽与更大采样率分析测试信号外,在垂直幅度上怎么分析测量信号的呢?答案是垂直分辨率,也就是ADC位数。我们调研了市场常用的也是保有量非常大的500MHz带宽的品牌示波器的垂直分辨率,如下表:
由上述统计数据可以看出,在常见的8bit垂直分辨率下,垂直增益精度集中在±3%以内,一般是垂直档位越小,精度越差,测试小信号的误差也越大。
2、我们一般选用示波器来测试电压信号或者电流信号,在测高压信号或者电流信号时需要外接高压差分探头或者电流探头,高压差分探头和电流探头的一般精度为±1%左右,示波器与探头配合使用累计误差将更加大。下图是一个示波器进行电源测试测量的典型场景。
3、示波器一般是用来测量显示电压或者电流变化趋势的,也就是把不可见的信号采集并显示出来,这本身也就是人们研发示波器的初衷,但是我们现在都将示波器做为一个综合仪器来用,既想要波形,也想要精准的测量,也要高端的分析功能。那么原有的这8bit的垂直分辨率就有些吃力了。
4、那为何各厂商不把垂直分辨率做高呢?我们都知道现在在用的主流示波器是数字示波器,也就是把前端经过处理的模拟信号采样量化,现代示波器的采样率随便就有几个G点每秒,而每个点经过ADC采样产生大量数据,示波器就要专门的高速缓存及处理器处理这样海量的数据,ADC既要单位时间内采集更多的点,又要同一个时刻进行更多位数的量化,就带来了处理能力的巨大挑战,由于近些年来信号的速度是越来越快,各个品牌仪器厂商就都优先考虑带宽与采样点数来开发示波器,遂造成了8bitADC延续多年。现在诸多新的应用中就遇到了瓶颈。