噪声的测量方法

随着近几年电路集成规模和信号频率的日益提高以及对低功耗的追求，导致信号环境日趋复杂，相对应测量小信号的精度要求不断提高，测量仪器的噪声大小成为重要的参数指标。而噪声是幅值很低的信号，观测需要有效的方法，本期介绍噪声的测量方法。

常见观测噪声的设备为示波器，而示波器在正确操作使用下测量精度为3％，且本身存在底噪。搭配不同的探头使用，观测到的噪声波形与数值截然不同，使用X10探头观测信号，会将示波器前端噪声X10混入信号。而X1探头/同轴线缆能以1：1的衰减比传输信号到示波器，也不需要再放大，避免了前端噪声的影响。

此外，若示波器最小垂直刻度1mV/div，使用X1探头/同轴线缆，依然能保持最小垂直刻度1mV/div。而使用X10探头，示波器最小垂直刻度10mV/div，且针对低于10mV内的噪声，无法有效得到准确的波形与数据。因此选用X1探头/同轴线缆观测噪声是最佳的示波器搭档。

例：测试高压放大器HA-820A输出噪声

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测量设备的选择：

无源探头X1挡位/同轴线缆

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示波器设置：

高压放大器HA-820A带宽400kHz＜20MHz，设置带宽限制20MHz，屏蔽不必要的高频噪声，避免影响测试结果。使用同轴线、X10无源探头对比测试效果。

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调节合适的垂直刻度：

使观测信号波形大小占据示波器屏幕80％。

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探头接地线尽量短

这样会减少接地线耦合其它干扰和噪声。根据被测信号的需求，若需高度准确的波形，在方便操作的情况下，可搭配接地弹簧。若不方便的操作接地弹簧，可将并列接地线缠绕探头，尽可能减少地线与其他干扰的耦合空间，一定程度上提高测试有效性。

效果对比图如下

测试HA-820A monitor输出噪声

使用同轴线缆 噪声Vpp：4.640mV@1mV/div

使用X10探头测试 噪声Vpp：50.4mV@10mV/div

两者的测试结果对比，X10探头比同轴线缆测试结果偏大0.4mV,0.4mV相当于示波器前端噪声放大10倍介入其中。可见在需要做非常精准的测量的时候，应选择同轴线缆来测量，尽量减小测量误差。

以上是噪声的测试方法。本文主要使用HA-820A高压放大器，MDO704示波器、BP-250同轴线。