存儲示波器的垂直分辨率是指示波器能夠分辨的最小電壓變化量,它反映了示波器對信號幅度細(xì)節(jié)的測量能力,通常用位數(shù)(bit)來表示,也可通過相關(guān)公式換算為具體的電壓值。以下為你詳細(xì)介紹其計算方法:
了解關(guān)鍵參數(shù)
要計算存儲示波器的垂直分辨率,需要明確以下兩個關(guān)鍵參數(shù):
模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)位數(shù)(n):ADC 是將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的核心部件,其位數(shù)決定了轉(zhuǎn)換后數(shù)字信號的精度。位數(shù)越高,能夠表示的電壓等級就越多,垂直分辨率也就越高。常見的 ADC 位數(shù)有 8 位、10 位、12 位、14 位、16 位等。示波器的滿量程電壓范圍(VFS):這是指示波器垂直方向上能夠測量的最大電壓幅度。例如,如果示波器的垂直檔位設(shè)置為 1V/div,且屏幕有 8 個垂直格,那么滿量程電壓范圍就是 8V。
計算垂直分辨率(電壓值)
存儲示波器的垂直分辨率(ΔV)可以通過以下公式計算:
在實際應(yīng)用中,由于 遠(yuǎn)大于 1,所以公式通??梢越茷椋?/p>
計算示例
示例 1:假設(shè)一臺存儲示波器的 ADC 位數(shù)為 8 位,滿量程電壓范圍為 8V,那么其垂直分辨率(電壓值)為:
這意味著該示波器能夠分辨的最小電壓變化量為 31.25mV。
示例 2:若另一臺存儲示波器的 ADC 位數(shù)為 12 位,滿量程電壓范圍為 2V,則其垂直分辨率(電壓值)為:
這表明這臺示波器能夠分辨的最小電壓變化量約為 0.488mV,相比 8 位 ADC 的示波器,其垂直分辨率有了顯著提高。
影響因素及注意事項
噪聲干擾:在實際測量中,示波器內(nèi)部的噪聲和外部干擾會影響垂直分辨率的實際效果。即使示波器的理論垂直分辨率很高,但如果噪聲水平也較高,那么實際能夠分辨的最小電壓變化量可能會大于理論值。增益誤差和非線性誤差:示波器的增益誤差和非線性誤差也會導(dǎo)致實際測量結(jié)果與理論值存在偏差。增益誤差會使測量結(jié)果的幅度與實際值不成比例,而非線性誤差則會使測量結(jié)果在不同幅度范圍內(nèi)存在不同的偏差。量程選擇:不同量程下的垂直分辨率可能會有所不同。一般來說,在小量程下,示波器的垂直分辨率會相對較高,因為滿量程電壓范圍較小,ADC 的位數(shù)能夠更精細(xì)地劃分電壓等級。因此,在選擇量程時,應(yīng)根據(jù)被測信號的幅度合理選擇,以獲得最佳的垂直分辨率。