Dalga Gürültüsünü-Osiloskopu Azaltmanın "Blog Gönderisi Seçimi" Yolları
Gürültüyü azaltmak için bir osiloskopun nasıl kullanılacağını öğrenmeden önce, öncelikle osiloskobun gürültüsünün nasıl geldiğini anlayalım.
Analog osiloskoptan dijital osiloskopa yeni geçmiş birçok kişi, yeni osiloskop tarafından ölçülen dalga formunun eski moda analog osiloskop kadar net olmadığından şikayet edebilir ve hatta satın aldığı osiloskobun bozuk olup olmadığını merak edebilir. Peki osiloskop gerçekten bozuk mu?
Biliyorsunuz, osiloskobun rolü gerçek sinyali geri getirmektir, osiloskobun performansı ne kadar yüksekse, sinyalin o kadar fazla detayı gözlemlenebilir ve bu detaylar genellikle anormal problemleri bulmanın anahtarıdır. Fiili kullanım sürecinde, çevredeki ortamdaki parazit gerçektir ve gürültü tamamen ortadan kaldırılamaz. Aslında, osiloskobun bant genişliği ne kadar yüksekse, o kadar fazla gürültü sinyali toplanacaktır. Düşük performanslı bir osiloskobun hassasiyeti çok düşüktür.Girişimin bu kısmını görmezden gelmeyi seçerken, sinyalin kendisi hakkında da birçok yararlı bilgiyi gözden kaçırır, bu da etkili ve doğru analizi engeller.
Dalga şeklinin osiloskop üzerindeki görüntüsünü birçok faktör etkileyecektir.Gördüğümüz sinyal kesinlikle% 100 tam bir gerçek sinyal değildir.Son tipi, ölçüm yöntemi, topraklama ve dikey gibi çeşitli osiloskop ayarları ile ilgilidir. Dişli ayarı, depolama derinliği, gerçek zamanlı örnekleme oranı, örnekleme yöntemi, osiloskop bant genişliği, görüntüleme modu (görüntü tutma ekranı gibi), vb.
Osiloskobun sinyal toplama yeteneği gerçeğe yaklaştığında, ekranda parazit paraziti olma olasılığı o kadar yüksek olur, bu yüzden bu sesler için bir kayıp mıyız? Elbette hayır. Yeni nesil yüksek performanslı osiloskoplar, sinyaller için daha çeşitli işleme yöntemleri sağlar. Bunları aşağıda tek tek anlayalım:
Dikey ölçeği koşullandırın, dalga formunun ekranı doldurmasını sağlamaya çalışın
Osiloskop kullanan pek çok kişi "kötü bir alışkanlığa" sahip olabilir, yani birden fazla sinyali ölçerken, her bir sinyalin üst üste binen görüntüsünü önlemek ve gözlemi etkilemek için dikey ölçeği ayarlayacak ve her sinyalin görüntüsünü azaltacaktır. Aslında, dikey çözünürlük gibi faktörlerden etkilenen dalga formu tüm ekranı ne kadar çok doldurursa o kadar doğrudur ve gürültü sinyallerini de azaltabilir.Ayrıca osiloskop üreticisi tarafından işaretlenen DC kazanç doğruluğu (genellikle% 1-2) de Ekran dolu olduğunda dalga formunun doğruluğunu ifade eder.
Aynı diğer koşullar altında bile, farklı dikey ölçeklerle ölçülen değerlerin farklı olduğu görülebilir.Dalga biçimi ekranı ne kadar çok doldurursa, ölçülen değer o kadar doğru olur.
Doğru probu seçin
1X pasif probun girişinde zayıflama yoktur ve giriş empedansı temelde göz ardı edilir.Osiloskobun dahili 1M'unu ekleyerek toplam giriş empedansı 1 M'dur; 10X yüksek empedanslı pasif probun giriş empedansı genellikle 9M'dur ve osiloskobun dahili giriş empedansı 1M, toplam giriş empedansı 10M'dur. 10X prob için, test noktasından osiloskobun örnekleme noktasına kadar sinyalin 10 kat zayıflaması vardır ve osiloskop tarafından örneklenen voltaj genliği, gerçek ölçülen voltaj genliğinin 1 / 10'udur. Farklı zayıflatma katlarına sahip probların farklı ölçüm aralıkları vardır.
Örnekleme hızı ve depolama derinliğinin (kayıt uzunluğu) sinyal üzerindeki etkisi
Dalga formu kayıt süresi sabitlendiğinde, örnekleme hızı ve depolama derinliği doğrusal işlevlerdir: örnekleme hızı = depolama derinliği ÷ dalga formu kayıt süresi
Örnekleme hızı, osiloskobun sinyal toplama yeteneğini belirler ve depolama derinliği, osiloskobun bir ekranda depolayabileceği maksimum sinyal verisi miktarını belirler. Depolama derinliği çok düşükse, sinyal bilgisinin çoğunun gösterilmeyeceği ve doğal dalga biçiminin, doğruyu bırakın, yalnızca ciddi şekilde bozulacağı düşünülebilir.
Örneğin, bir kare dalga sinyalini test ettiğimizde ve yalnızca aynı diğer koşullar altında depolama derinliğini değiştirdiğimizde, depolama derinliği 28K olduğunda, gerçek zamanlı örnekleme hızı 2KSa / s olduğunda, orijinal kare dalganın testere dişi bir dalga haline geldiğini ve dalga şeklinin deforme olduğunu görebiliriz. Artık doğru değil. Nyquist örnekleme teoremine göre, gerçek zamanlı örnekleme oranı da ölçülen sinyalin frekansı ile ilgilidir. Depolama derinliği 28M olarak ayarlandığında, gerçek zamanlı örnekleme hızı 2MSa / s'dir ve kare dalga hala bir kare dalgadır.
Yüksek ve düşük geçiş bant genişliği sınırları kullanın
Daha önce de söylediğim gibi, aynı sinyal bir analog osiloskopta "daha temiz" görünebilir.Bir yandan, analog osiloskobun bant genişliğinin düşük olması, bu da çok fazla yüksek frekanslı gürültü yakalamayı imkansız hale getirmesidir, ancak bu, bu seslerin gerçekte olduğu anlamına gelmez. Sinyal mevcut değil. Benzer şekilde, dijital osiloskop, yüksek ve düşük geçiş bant genişliği sınırlama işlevi aracılığıyla gürültüyü azaltma etkisine de ulaşabilir.
Burada en yaygın olarak kullanılan "20M", yani düşük geçişli 20M olmalıdır. Yalnızca 20MHz'in altındaki frekanslara sahip sinyallerin geçmesine izin verilir ve 20MHz'in üzerindeki sinyaller etkin bir şekilde zayıflatılır. Yüksek frekanslı sinyal gürültüsüne karşı çok etkilidir.
Ortalama örnekleme modunu kullanın
Görüntülenen sinyaldeki rastgele veya alakasız gürültüyü azaltmak için çoklu edinim sonuçlarını ortalamak için ortalama örnekleme modunu kullanın. Birden fazla örnek sonucunun ortalamasının alınması, kararlı bir tetikleyici gerektirir. Ortalamaların sayısı, ortalama örnekleme modundan sonra seçim kutusunda ayarlanabilir, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256 olmak üzere sekiz seviyeye ayarlanabilir. Ortalama sayı ne kadar yüksekse, görüntülenen dalga biçiminin dalga biçimi değişikliklerine tepkisi o kadar yavaş olur. Dalga biçiminin değişikliklere tepki hızı ile sinyalde görüntülenen gürültüdeki azalma arasında bir uzlaşma sağlanmalıdır.
