如何提高示波器测量小信号精度
最低可以达到多低？——提高示波器垂直分辨率的7大技巧
物 理一次性 试验 （ 产生 小脉冲 ）以及 移 动设 备 （ 在休 眠模式 下的 电流 和总
功耗 争 炎 最 要 ） 。
波器内 部的噪声就越大。每个示波器 ２ 设 定波 形 刻 度 ，实 现最 大 通道在每个垂直设置上都具有唯 一 的 的ＡＤＣ 分 辨率
无论 是 电流 还是 电压—— 的兴
趣 也越来越 人 。特 别是永 波器用 户希
望 能 够 更好 地 杏 看 大 信 号 上 的 微 小 信
变化 （ 高 动 态 范 围测 量 ） ，或 是 奁看 小 信 号 （ 不需 要 高 动 态 范 围 测 量 ）。这 些信号 的变化往 往仅有 Ｊ Ｌ 毫 伏 或几毫 安 。行 业巾的应 用实例 包括
和 。住 饱 和 状 态 ，ＡＤＣ尼法 产 生 ｒ 效 的 结 果 。示 波 器 需 要 一段 确 定 的
值 为 基 础 。 因 此 ， Ｑ一水 平 （ 注： Ｑ即
显示结果更便于观看 。如 图２ 所示 ，每 个波 形可以设 置 为分 隔 画面窗 口中的
全刻度满屏显示。 更 多 的 示 波 器ＡＤＣ 位 数 能 否 让 您 查 看 小 信 号 ？ 理 论 上 如 此 。 但 在 实 际 上 ，配 有 ｌ ２ 位 ＡＤＣ 的 示 波 器 其 噪 声 电 平远 远 高 于 最小 量 化 电平 。 因此 ，不是
噪 声 品质 。您 可以通过波 形粗 度直观
地 查 看 噪 声 大 小 ， 也 可 以 进 行 Ｖｒ ｍｓ
分 辨 率 是 指 由示 波 器刻 度 决 定
的 最小 量化 电平 。８ Ｉ ￣ ， ＡＤＣ叮通 过 编
02示波器使用方法_示波器的测量技巧及使用注意事项
02示波器使用方法_示波器的测量技巧及使用注意事项
一、示波器使用前准备
1、示波器应先用柔软的棉布将外表擦拭干净，以防止锈蚀。
2、按说明书将输入端子的阻抗调节在高阻或中阻的位置上，以防止浪涌电压超过额定电压从而损坏示波器的管子。
3、示波器的分辨率要根据实际应用选择合适的分辨率，以减少示波器的低通滤波器影响。
4、对于要测量高频信号，最好采用使用抗感放大器的方法，以防止外界干扰，以及误差扩大。
5、为了得到更准确的测量结果，我们可以在示波器使用的时候，选择一个适当的时基，以减少测量噪声等干扰因素的影响。
二、示波器测量技巧
1、对于同步脉冲信号，采用单次扫描即可完成测量，此时要加强连接的稳定性，以防止杂散的干扰信号影响测量准确性。
2、对于异步脉冲信号，可以通过将示波器的脉冲延时时间调整到最大值来测量，保证测量的准确性。
3、对于要测量的信号，由于其可能存在一定的偏移，我们可以使用示波器的偏移控制功能，将信号偏移到适当位置。
4、若要测量更复杂的波形，我们可以同时使用两种不同的示波器，以满足测量的要求，例如可以使用两种示波器同时测量不同的信号波形。
1、示波器的工作电源不可超过额定电流。
示波器不确定度分析及校准方法研究
示波器不确定度分析及校准方法研究示波器是一种测量电磁波信号的基本仪器，在电子、通讯等领域得到广泛应用。
然而，在实际使用中，示波器的测量结果与真实值之间会存在偏差，这就是示波器的不确定度。
示波器的不确定度可以通过误差分析与校准方法来解决。
误差分析是对示波器测量精度的评估，通过了解示波器的测量误差来源及其大小，来确定其不确定度。
校准方法则是通过对示波器进行标准化处理，提高测量精度，降低不确定度。
一、示波器误差分析的方法示波器误差主要来自于测量电路中元件的原始误差、示波器内部误差、示波器测量环境误差等多个方面。
误差分析的方法主要有以下两种：1.标准络差法标准络差法是一种直接应用于示波器的误差分析方法。
该方法通过将示波器与标准信号源连接，利用示波器测量到的电压值与标准值之间的差异，来计算示波器的误差量。
具体步骤如下：a.将标准信号源与被测示波器连接，使其输出一定频率、幅值、相位的标准信号。
b.利用示波器测量该标准信号的幅值与相位信息。
c.根据标准信号源输出量以及示波器测量值计算出实际输出值。
d.将实际输出值与理论标准值进行比较，计算示波器的误差。
2.方差分析法方差分析法是一种综合性的误差分析方法，它通过将被测示波器与标准信号源连接，并改变标准信号的频率、幅值、相位等条件，来分别计算示波器在这些条件下的测量误差值。
通过方差分析法，可以得到示波器在实际应用中的误差，为后续的校准提供重要依据。
二、示波器的校准方法示波器的校准方法主要有以下三种：1. 内部自校准法内部自校准法是指利用示波器内置的标准信号源和自动校准电路等，在示波器自身内部进行数据校准。
该方法使用方便，可以实现快速校准。
2. 标准信号校准法标准信号校准法是指利用标准信号源与被测示波器相连，测量标准信号的幅值、频率、相位等参数，通过标准值与示波器测量值之间的差异，来进行校准。
该方法适用于对示波器进行全面的校准。
3. 外部自校准法外部自校准法是指利用外部校准仪器（例如计时器、频谱分析仪等），对示波器进行数据校准。
示波器测交流电波形的步骤 示波器常见问题解决方法
示波器测交流电波形的步骤示波器常见问题解决方法在电子测量仪器中，示波器是一种电信号的时域测量和分析仪器；它显示信号随时间变化的波形，是一种特别直观的波形分析器。
示波器测交流电波形的步骤：1、首先先将在电子测量仪器中，示波器是一种电信号的时域测量和分析仪器；它显示信号随时间变化的波形，是一种特别直观的波形分析器。
示波器测交流电波形的步骤：1、首先先将示波器的电源插头与接地端断开2、然后将示波器调整到测试状态3、其次探头调到X10或X100档4、然后示波器调到直流耦合5、最后调整Y轴每格的V数，直到波形最大程度的显示在屏幕上。
使用示波器注意事项：1、测试前应估算被测信号的幅度大小，若不明确，应将示波器的垂直偏转因数旋钮置于最大挡，避开因电压过大而损坏示波器。
2、在测量小信号波形时，由于被测信号较弱，示波器上显示的波形就不简单同步。
这时可实行以下两种方法加以解决：第一、认真调整示波器上的触发电平旋钮，使被测信号稳定和同步。
必要时可结合调整扫描微调旋钮，但应注意，调整该旋钮会使屏幕上显示的频率读数发生变化（逆时针旋转，扫描因数扩大2、5倍以上。
会给计算频率造成确定困难。
在一般情况下，应将此旋钮顺时针旋转到底，使之位于校正位置（CAL、。
第二、使用与被测信号同频率（或整数倍。
的另一强信号作为示波器的触发信号，该信号可以直接从示波器的通道2输入。
3、示波器工作时，四周不要放一些大功率的变压器，否则测出的波形会有重影和噪波干扰。
4、示波器可作为高内阻的电流电压表使用，移动电话电路中有一些高内阻电路，若使用一般万用表测电压，由于万用表内阻较低，测量结果会不精准，而且还可能会影响被测电路的正常工作，而示波器的输入阻抗比万用表高得多，使用示波器直流输入方式，先将示波器输入接地，确定好示波器的零基线，就能便利地测量被测信号的直流电压。
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示波器使用中的常见问题
数字示波器使用中常见的一些问题一、请问带宽和采样频率之间有什么固定关系？采样率理论上需要满足农效香采样定律，即被测信号的最高频率信号的每个周期理论上至少需要采2个点，否则会造成混叠。
但是在实际上还取决于很多其它的因素，比如波形的重构算法等，Siglent系列示波器采用先进的波形重构算法,同时配备有插值算法，精确重构波形。
一般来说采样率是带宽的4－5倍就可以比较准确地再现波形。
二、示波器指标中的带宽如何理解？带宽是示波器的基本指标，和放大器带宽的定义一样，是所谓的－3dB点，即，在示波器的输入加正弦波，幅度衰减为实际幅度的70.7%时的频率点称为带宽。
也就是说，使用100MHz带宽的示波器测量1V，100MHz的正弦波，得到的幅度只有0.707V。
这还只是正弦波的情形。
因此，我们在选择示波器的时候，为达到一定的测量精度，应该选择信号最高频率5倍的带宽。
Siglent的ADS1000CE示波器提供300MHz带宽、2GSa/a的实时采样率，领先国内同行水平。
三、在带宽一定的条件下，采样频率太大是否也没有太大的意义？带宽是限制被测信号高频分量被捕获的基本条件。
由于Siglent示波器采用先进的波形重构算法,并配备有插值算法显示，同时提供最低500MS/s的实时采样率，保证对触发信号的完美捕获并真实量化，最终能对采集信号的精确重现。
四、影响示波器工作速度的因素有哪些？简单地来说示波器的原理都差不多，前端是数据采集系统，后端是计算机处理。
影响示波器速度主要有两方面，一是从前端数采到后端处理的数据传输，一般都是用总线传输，另一个是后端的处理方式。
Siglent示波器采用成熟的高速硬件架构，配合DSP数字处理能有效解决这些瓶颈，大大提升示波器的性能。
五、在使用示波器时如何消除毛刺？如果毛刺是信号本身固有的，而且想用边沿触发同步该信号（如正弦信号），可以用高频抑制触发方式，通常可同步该信号。
如果信号本身有毛刺，但想让示波器虑除该毛刺，不显示毛刺，通常很难做到。
很受教益的示波器使用指南
示波器知识百问1．对一个已设计完成的产品，如何用示波器经行检测分析其可靠性？答：示波器早已成为检测电子线路最有效的工具之一，通过观察线路关键节点的电压电流波形可以直观地检查线路工作是否正常，验证设计是否恰当。
这对提高可靠性极有帮助。
当然对波形的正确分析判断有赖于工程师自身的经验。
2．决定示波器探头价格的主要因素是什么？答：示波器的探头有非常多的种类，不同的性能，比如高压，差分，有源高速探头等等，价格也从几百人民币到接近一万美元。
价格的主要决定因素当然是带宽和功能。
探头是示波器接触电路的部分，好的探头可以提供测试需要的保真度。
为做到这一点，即使无源探头，内部也必须有非常多的无源器件补偿电路(RC网络)。
3．一般的示波器探头的使用寿命有多长时间？探头需不需要定期的标定？答：示波器的探头寿命不好说，取决于使用环境和方法。
标准对于探头没有明确的计量规定，但是对于无源探头，至少在更换探头，探头交换通道的时候，必须进行探头补偿调整。
所有有源探头在使用前应该有至少20分钟的预热，有的有源探头和电流探头需要进行零点漂移调整。
4．什么是示波器的实时采样率？答：实时采样率是指示波器一次采集(一次触发)采样间隔的倒数。
据了解，目前业界的最高水平是四个通道同时使用。
5．什么是示波器的等效时间采样？答：等效时间采样指的是示波器把多次采集(多次触发)采集到的波形拼凑成一个波形，每次采样速率可能很慢，两次采集触发点有一定的偏移，最后形成的两个点间的最小采样间隔的倒数称为等效采样速率。
其指标可以达到很高，如1ps。
6．什么是功率因数？如何如何测量？答：功率因数：在直流电路里，电压乘电流就是有功功率。
但在交流电路里，电压乘电流是视在功率，而能起到作功的一部分功率（即有功功率）将小于视在功率。
有功功率与视在功率之比叫做功率因数，以COSΦ表示，其实最简单的测量方式就是测量电压与电流之间的相位差，得出的结果就是功率因数。
7．如何表达和测试功率密度？答：功率密度就是单位体积里的功率，一般电源里用W/in3。
示波器的差分信号测量
示波器的差分信号测量初步介绍差分测量、放大器类型、应用及怎样避免常见错误当存在500 mVp-p、60 Hz 的共模噪声时，使用传统示波器探头不能测量模拟的4 mVp-p 心跳波形（上图）。
差分放大器则可以从噪声中提取信号。
引论所有测量都是两点测量人们一直在一条电路的两点之间测量电压，不管是使用电压表还是使用示波器。
当示波器探头接触电路中的一点时，即使没有连接地线，通常也会在显示器上出现波形。
在这种情况下，测量的参考点是经过示波器机箱的安全接地通往电路中的电气地。
数字电压表通过两个探头测量两点之间的电位。
由于这两个探头是彼此隔离的，因此这两点可以位于电路中任何地方。
但情况并不总是如此。
在数字电压表出现前，人们使用VOM（万用表）手持式仪表测量“浮动”电路。
由于这些仪表是无源的，因此它们往往会给被测电路带来负荷。
使用高阻抗VTVM（真空管电压表），可以执行侵入性较小的测量。
VTVM 有一个重大的局限性，即其测量总是以地为参考点。
VTVM外壳接地，并连接到参考引线上。
由于固态增益电路的问世，高性能电压表可以与地线隔离，从而可以执行浮动测量。
目前的大多数示波器，如老式VTVM，只能测量以大地为参考点的电压，地线则连接到示波器机箱上。
这称为“单端”测量，探头地线提供了参考通路。
遗憾的是，有时这种局限性会降低测量的完整性，或不可能进行测量。
如果被测电压位于两个电路节点之间而且这两点均未接地，那就不能使用传统的示波器探测技术。
常见的实例是测量开关电源中的栅极驱动信号（参见图1）。
像普通电话线路中的那种平衡信号（在两条引线之间，且没有地回路）是不能直接测量的。
我们将会看到，甚至某些“以地为参考”的信号也不能如实地使用单端技术来测量。
如果地线不成其为地线我们都听说过“接地环路”，书本上教我们避免“接地环路”。
但接地环路是怎样破坏示波器测量的呢？当两条或多条单独的接地通路聚结于两点或多点时，将会产生接地环路。
其结果是导体连成了一个环。
使用示波器进行信号测量技巧
使用示波器进行信号测量技巧在电子领域中，信号测量是一项非常重要的工作。
准确地测量信号的频率、幅度和相位，可以帮助我们分析电路的工作情况，进而改进设计和解决问题。
而在信号测量中，示波器是一种不可或缺的仪器。
本文将探讨几种使用示波器进行信号测量的技巧和注意事项，帮助读者更好地应用示波器。
1. 选择适当的示波器设置在开始信号测量之前，我们需要选择适合的示波器设置。
首先，选择合适的时间基准和垂直灵敏度，以便在示波器屏幕上显示出待测信号的合适波形。
时间基准决定了示波器屏幕上每个小方格所代表的时间，而垂直灵敏度则决定了每个小方格所代表的电压。
其次，调整触发设置。
示波器的触发设置可以帮助我们稳定地观测待测信号。
触发电平可以设置在待测信号的特定水平上，当信号达到触发电平时，示波器才会触发并显示波形。
触发沿也可以设置为上升沿或下降沿，以满足实际测量需求。
2. 正确连接信号源和示波器在进行信号测量之前，我们需要正确地连接信号源和示波器。
通常情况下，信号源的输出端口会连接到示波器的输入端口。
确保连接良好，避免因接触不良或短路等问题导致测量结果不准确。
如果测量的是高频信号，注意信号源和示波器之间的传输线需要具备相应的带宽能力，以确保传输信号时没有过多的损耗和畸变。
合理选择适用于高频测量的传输线材料和长度，同时避免干扰信号的干扰源。
3. 了解采样频率和带宽的关系示波器的采样频率和带宽是影响信号测量的关键参数。
采样频率是指示波器在一秒钟内对信号进行采样的次数，而带宽则是指示波器可以接收和显示的频率范围。
在选择示波器时，需要根据待测信号的频率范围和特性来确定采样频率和带宽。
通常情况下，采样频率应为待测信号频率的两倍以上，以确保准确重建信号波形。
而带宽则应包含待测信号的最高频率成分，以避免信号被截断而无法完整显示。
4. 注意示波器的内部噪声和失真在进行信号测量时，示波器的内部噪声和失真也会对测量结果产生一定的影响。
示波器的内部噪声是由示波器自身电路和元件的热噪声引起的，它会与待测信号叠加在一起，影响信号的准确测量。
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如何提高示波器测量小信号精度
摘要：工程师在使用示波器时经常会遇到需要测量毫伏级的信号，测量精度问题绝对是工程师们关注的重点，那么如何尽可能的提高测量小信号的精度呢。
我们今天就讨论用示波器测量小信号的相关注意事项，抛砖引玉，欢迎大家提出更好的方法。
数字示波器工作原理如图所示，模拟信号通过输入通道进入示波器即会通过一个放大器，我们称之为垂直增益放大器。
该放大器是处于ADC之前，对模拟信号进行放大（若信号过大，则通过衰减器进行衰减）。
经过放大或衰减的信号再通过ADC才转化成数字信号，然后通过处理最终显示在示波器屏幕上面。
图一数字示波器基本结构
1.1 垂直灵敏度
众所周知，进行波形测量时需要调整垂直旋钮，使波形尽量占满示波器整个显示栅格。
这样做的目的是使测量当中的量化噪声尽量小。
因此，在进行小信号测量时，比如毫伏级的信号，我们需要将垂直灵敏度设置到最小才能尽可能的降低量化误差的影响。
由于各个示波器厂家的垂直增益放大器各不相同，因此体现出来的放大性能也不一样，垂直灵敏度所能达到的最小值也不一样。
1.2 触发
我们还需要对信号进行测量肯定需要一个稳定的触发，尤其是对于小信号。
因为在信噪比小的时候噪声或干扰较大，往往不能形成稳定的触发，这就需要一个稳定的能抗噪声干扰的触发系统。
值得注意的是我们ZDS2024使用的是数字触发器使用全数字处理技术，不存在物理通路，不受外在因素（器件特性、环境温度等）影响，因此触发抖动非常小，波形显示稳定性高。
并且触发灵敏度调节方便，可适应于各种场合，非常有用。
我们对比了几家同行的示波器，可以通过触发点的抖动情况看出
图二某其他品牌3000系列示波器的触发点稳定情况
图三某其他品牌4000系列示波器的触发点稳定情况
图四ZDS2022示波器的触发点稳定情况
1.3 底噪
测量精度是受多方面影响的，比如本底噪声就是其中很重要的一个因素，特别是对于小信号测量。
举个例子：如果示波器本底噪声过大，淹没了小信号，那此时即使用再好的测量手段，量化误差再小也是测量不到信号的，因为在输入ADC之前的模拟前端，信号就已经“消失”在本底噪声之中了。
本底噪声主要受示波器模拟前端设计影响。
优秀的模拟前端设计可以将示波器本底噪声降至最低，这样就可以在测量小幅值信号的时候，给测量带来最小的影响。
图五某其他品牌示波器的底噪Pk-Pk值为1.66mV
图六ZDS2022的底噪Pk-Pk值为580uV，在小信号测试时候非常有优势所以，对于信号的测量精度，需要综合各方面的因素来看。
我们利用Keysight 33600A信号源发生一个10KHz，5mV峰峰值的正弦波，对比一下我们ZDS2022示波器和同行示波器的测试效果。
图六ZDS2022的测试值为5.28Mv，和信号源偏差0.28mV
图六某品牌3000系列示波器测试值为5.65mV，和信号源偏差0.65mV。