ADC 位的作用
出处:维库电子市场网 发布于:2024-09-20 16:11:58
为了获得读数,工程师需要具有 ADC 位数和本底噪声的示波器。更高的 ADC 位数提供更高的垂直分辨率,从而实现更的信号可视化,而较低的本底噪声可限度地减少示波器对信号的影响。这种组合确保示波器提供准确的信号表示,限度地减少可能影响测量的任何失真或噪声。
更详细地讲,带有 8 位 ADC 的示波器可以将模拟输入编码为 256 个独特的转换级别 (2 8 = 256)。每增加一位,转换级别数就会翻倍。因此,9 位提供 512 个级别 (2 9 = 512),10 位提供 1,024 个级别 (2 10 = 1,024),依此类推。
配备 14 位 ADC 的示波器可以将模拟输入编码为 16,384 个级别 (2 14 = 16,384),这是普通 12 位 ADC 示波器的分辨率的 4 倍,是 8 位 ADC 分辨率的 64 倍。这种更高的分辨率使示波器能够捕获信号的更精细细节,从而提供更准确的表示。
现在考虑一下这如何应用于垂直设置为每格 100 mV 且有 8 个垂直分区的示波器。示波器的全屏等于 800 mV(100 mV/p * 8 分区)。使用 8 位 ADC,全屏(800 mV)被分为 256 个级别,因此分辨率为每级 3.125 mV。相比之下,14 位 ADC 将相同的 800 mV 分为 16,384 个级别,实现每级 48.8 ?V 的分辨率。分辨率的显著提高使工程师能够检测和测量信号中更小的变化,如图1所示。
虽然高 ADC 位数对于垂直精度至关重要,但这并不是因素。示波器的本底噪声也起着关键作用。这是指示波器本身产生的固有噪声,它会干扰被测信号,导致读数不准确。
所有电子设备(包括示波器)都会产生一定程度的噪声。然而,我们的目标是尽可能地减少噪声。较低的本底噪声意味着示波器对信号的影响较小,从而实现更准确的测量。此外,您将无法看到小于示波器噪声的信号细节。这在测量非常小的电压时尤其重要,因为即使是少量的噪声也会严重扭曲读数。
例如,图 2显示示波器正在测量 53 mV 信号。在 2 mV/p 时,此示波器的本底噪声小于 50 mV RMS。使用此示波器,您可以捕获非常小的 53 mV 信号,因为本底噪声足够低。此信号会丢失在其他通用示波器的本底噪声中,这些示波器的本底噪声往往会超过 100 mV RMS。
高 ADC 位数和低本底噪声相结合可实现的垂直精度。这确保示波器能够准确地表示信号,使工程师能够进行测量并避免代价高昂的错误。
例如,如果示波器配备 14 位 ADC,噪声基底低于 50 ?V RMS(2 mV/p),带宽为 1 GHz(50 Ω 输入),则该示波器将提供出色的垂直精度,使工程师能够检测到信号中哪怕微小的变化。这种差异会影响工程师洞察、理解、调试和描述设计的能力。此外,示波器结果不准确可能会增加开发周期、生产质量以及所选组件的风险。工程师需要能够依赖能够为他们提供洞察力和准确性的工具和技术。
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