示波器实操视频之86： 如何正确测量示波器的底噪

　　大家好，对于示波器这样一种测量通用仪器，很明显，波形刷新率、存储深度和测量、统计功能等关键指标通常都是大家比较关心的。事实上，除了这些指标，在示波器中还有很多指标非常重要，值得关注，例如：底噪。

　　示波器的底噪到底是什么呢？为什么说示波器的底噪很重要呢？那该如何正确测量示波器的底噪？本期视频与您分享上述内容！

　　示波器的底噪到底是什么呢？

　　我们所说的“底噪”，通常是指示波器的“基线本底噪声”，在示波器的模拟前端和数字转换过程造成的垂直噪声。

　　底噪在示波器屏幕上表现出来就是当示波器置于最灵敏的垂直档位时产生的噪声波形。当然，示波器的底噪与仪器使用的器件、硬件设计、信号处理等各方面都有关系。

　　当我们在测量一些微小信号时，测量过程中引入的干扰噪声是不能忽略的，既然不能消除它，就要尽量选择噪声足够小的机器。当示波器的底噪很大时，就会影响微小信号的测量准确度；若示波器的底噪很低，则微小信号的测量就会更准确，那么测量工作就会更有价值。

　　那么应如何正确测量示波器的底噪呢？

　　1. 确保示波器处于正常的运行状态；

　　2. 示波器不接探头或示波器BNC信号与地短接；

　　3. 设置合适的水平时基档位和垂直时基档位（一般都是非常灵敏的档位，如2mv/div，1us/div等）；

　　4. 短按【Trigger】旋钮，调整触发电平，使底噪波形稳定显示。

　　由于示波器屏幕上显示的是噪声的峰值偏移，所以对示波器底噪最直观的测量参数就是峰峰值测量。屏幕上显示的就是ZDS2022示波器的底噪，我们可以看到非常低。

　　各示波器的底噪测量

　　由于手头正好有T公司的MSO4054示波器与A公司的MSO-X3012A示波器，我们现在就来测量一下这两台示波器的底噪大小。

　　当然，示波器的底噪受多种因素的影响，比如采样率、带宽、通道耦合方式、通道垂直分辨率和水平时基档位等；在对多台示波器进行底噪对比测量时，应尽量排除其他因素的影响，示波器档位设置应尽量灵敏。

　　从总体上来说，示波器指标对底噪的影响情况为：

　　带宽越高，噪声越大，因为带宽越高，采集到的信号谐波分量越丰富；

　　采样率越大，噪声越大，因为采样点越多，重构波形越精确，所看到的信号细节越多。

　　图1  MSO4054底噪

　　图2  ZDS2022示波器底噪

　　水平时基档位均设为2us/div，垂直档位时基均设为2ms/div，此时MSO4054示波器采样率为500M次/秒，ZDS2022示波器采样率为1G次/秒。我们观察到MSO4054示波器底噪峰峰值的平均值为1.60mV，ZDS2022示波器的底噪峰峰值的平均值为351uV。理论上采样率越高，波形细节越清晰，底噪应该越大。可能是由于示波器品质以及一些元器件处理方式不一样，才会出现上述峰峰值平均测量1.60mV与351uV的差距吧！

　　图3  MSO-X3012A底噪

　　图4  ZDS2022示波器底噪

　　再来测量下A公司的MSO-X3012A示波器的底噪，水平时基档位均设置为100us/div，垂直时基档位均设为2mV/div，此时采样率均为1GSa/s，ZDS2022带宽为200MHz， 但MSO-X3012A示波器带宽为100 MHz，。

　　我们观察到MSO-X3012A示波器的底噪峰峰值的平均值测量结果是1.6676mV，ZDS2022示波器的底噪峰峰值的平均值测量结果是444uV！事实上，当带宽越高时，采集到的信号谐波分量越丰富，底噪应越大，但可能因示波器技术品质不同，才会出现1.6676mV和444uV的差距吧。而且，MSO-X3012A示波器不光底噪数值大，而且在其底噪边缘有很多水平空线条，这其实是低档位下数字放大的结果，而它的实际硬件技术可能并没有支持到2mV/div。而ZDS2022示波器根本看不到空线条，其关键就是硬件技术！通过对比测量示波器底噪峰峰值的平均值，就可以看出示波器对底噪处理能力的高低。其实从处理底噪这一问题上，就可以间接地反映出该示波器的技术含量了。

　　当您在测量微小信号或一些微抖动时，一定要注意下示波器的底噪大小，当机器的底噪很大时，您的测量结果可能就没有很大的参考价值了。ZDS2022示波器高性能，低底噪，值得拥有。用心为您解决每一个问题，我们渴望听到您的声音！