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示波器丈量“准”与“禁绝”的问题

当波形捕获出来后很多工程师觉得波形占屏幕2格就可以很清晰了,没必要将波形调到铺满屏幕格子去看。其实这是一个误区,今天我们就来看看为什么要让波形铺满示波器屏幕的格子。2格显示和尽量满格显示最明显

  当波形捕获出来后许多工程师觉得波形占屏幕2格就可以很明晰了,没必要将波形调到铺满屏幕格子去看。其实这是一个误区,今日咱们就来看看为什么要让波形铺满示波器屏幕的格子。

  2格显现和尽量满格显现最显着的便是,波形被“拉长”了,也便是笔直档位变小了,而笔直档位的改变直接影响了笔直丈量的精确性。这其间最重要便是示波器8位ADC与笔直量丈量的联系。

    

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  图1 尺子丈量

  就比如用1米尺子和用10厘米的尺子去量1.6cm的物件,米尺或许量出来的便是2cm,或很难去预算,而10厘米的尺子量出来的便是1.6cm。最小单位越小丈量就越精确,如米尺,直尺,千分尺……

  笔直档位的改变究竟怎么影响丈量的精确度呢?

  1、笔直分辨率对笔直丈量的影响

  一般数字示波器选用的都是8位ADC,对任何一个波形值都是用256个0和1来重组。假定示波器笔直方向满量程为8格,对应量化级数256。在笔直档位为500mV/div的情况下,笔直精度为(500mV*8)/256=15.625 mV。丈量同一个信号,在笔直档位为50mV/div的情况下,即(50mV*8)/256=1.5625 mV,笔直精度就达到了1.5625 mV。

    

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  图 2 丈量精度

  为了尽量使丈量精确,可进行以下操作:

  使测验信号幅值尽量占到屏幕6div左右。例如一个峰峰值为7Vpp的正弦波,笔直档位应设为1V/div,而不是2V/div或5V/div。实际上,这涉及到一个电压分辨率的问题, ZDS2024 plus示波器ADC的量化分辨率25LSB/div。例如在1V/div电压下,电压分辨率为1V/25=40mv,而当10V/div时,电压分辨率为10V/25=400mv。可知在1V/div下,丈量值有更高的分辨率,丈量值更精确。

  2、实例运用

  运用信号发生器发生一个峰峰值为6Vpp的正弦波信号输入ZDS2024 Plus示波器中进行丈量,捕获到波形后对波形进行峰峰值丈量,如下图3和图4所示。

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  图 3 5V/div档位下

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  图4 1V/div档位下

  1V/div档位下,量化分辨率为40mv,5V/div档位下,量化分辨率为200mv,在丈量时或许会相差1~2个分辨率的差错。

  当波形占屏幕1.5格时,所测的峰峰值为6.20V,相差1个分辨率,相对6V的峰峰值差错为3.3%。

  当波形占屏幕6格时,所测的峰峰值为6.08V,相差2个分辨率,相对6V的峰峰值差错为1.3%。

  扩展: 6.12V和6.20V的丈量值是否在差错答应规模内呢?

  笔直丈量差错答应规模如表1所示。

  表1 笔直丈量差错规模列表

    

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  (1)笔直档位为1V/div,丈量值为6.08V条件下答应的差错:

  因为上述丈量中笔直偏移为0,所以直流偏移精确度为±0.1div±2mv±2%*0=12mv;直流增益精度为2%*(1V*8)=0.16V,所以在1V/div档位下答应差错为0.172V。0.172V>0.08V,所以丈量值在差错答应规模内。

  (2)笔直档位为5V/div,丈量值为6.20V条件下答应的差错:

  因为上述丈量中笔直偏移为0,所以直流偏移精确度为±0.1div±2mv±2%*0=12mv;直流增益精度为2%*(5V*8)=0.8V,所以在5V/div档位下答应差错为0.812V。0.812V>0.2V,所以丈量值在差错答应规模内。

  综上所述,当波形尽量占屏幕时,即笔直档位越小,笔直分辨率就越高,丈量越精确,你赶忙试试吧。

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