关于示波器底噪的分析和介绍

数字示波器是由模拟前端、ADC、触发电路、数据处理和波形显示几部分组成的。其中模拟前端和ADC都会给被测信号增加额外的噪声。在不连接任何信号的情况下，通过示波器测量得到的噪声一般被称作仪器的底噪声。底噪声的大小对测量微弱信号很重要，如果底噪声较大，达到了和被测信号类似的大小，信号将淹没在噪声中，无法得到有价值的信息。

影响底噪声的因素有哪些？如何测量一台仪器的底噪声呢？

首先在不连接任何信号时，示波器的BNC前端也是可以接收到空间的电磁波信号的。除非做好端接，否则一定会有从DC开始到高频的噪声信号。但示波器的模拟前端是有幅频特性的，也就是说在频率高到一定程度，达到示波器带宽点，信号会发生衰减，使高频段噪声分量减少。分析超过示波器带宽频段的噪声没有意义。因此带宽限制功能影响底噪的数值，我们应该在相同带宽，不使用带宽限制时比较仪器的底噪。

示波器的阻抗设置也会对底噪声大小产生影响，1Mohms高阻会减低电路带宽，使显示的噪声减小。而50ohms阻抗电路为全匹配状态，显示的噪声会大一些。

还有一个大家容易忽略的因素也会影响显示出来的噪声大小，那就是采样率。对于同样的信号，如果示波器的采样率很高，微小的波形细节都会被采集到。这时波形的任何小的毛刺都不会漏失，波形会很“粗”，噪声较大。但采样率低时，采样点之间的间隔较大，一些毛刺等信号会漏失，显示出来的波形会“细”一些，噪声小一些。大家都知道，采样率是与时基设定和存储深度选择都有关系的，如果我们比较两台示波器的噪声，需要保证其时基、存储和采样率大体一致，否则对高采样和长存储的示波器是不公平的。

也许有朋友会提出ADC的位数是否对噪声的大小也有影响呢？这个影响对示波器来说很有限。我们不要一味地认为12位的ADC噪声性能一定远优于8位的。如前文所述，模拟前端是噪声的重要来源。如果示波器的模拟前端设计有问题，进入ADC之前的信号已经叠加了大量噪声，噪声的大小可能已经远超过了bit数增加带来的量化优势。对噪声再精确的采集得到的也还是噪声。所以大家要跟据自己的测量需求，合理选择示波器。

DS2000系列示波器拥有业内领先的500uV/div设置，优秀的模拟前段设计 可以提供非常小的底噪，是测量微小信号的不二选择。