示波器的橫軸表示時(shí)間基準(zhǔn)（秒/格或 s/p），而縱軸表示電壓（伏/格或 V/p）。垂直精度是指示波器顯示信號(hào)電壓的準(zhǔn)確程度，這對(duì)于視覺(jué)呈現(xiàn)和測(cè)量至關(guān)重要。示波器屏幕上的電壓讀數(shù)越接近實(shí)際信號(hào)電壓，垂直精度就越高。

為了獲得讀數(shù)，工程師需要具有 ADC 位數(shù)和本底噪聲的示波器。更高的 ADC 位數(shù)提供更高的垂直分辨率，從而實(shí)現(xiàn)更的信號(hào)可視化，而較低的本底噪聲可限度地減少示波器對(duì)信號(hào)的影響。這種組合確保示波器提供準(zhǔn)確的信號(hào)表示，限度地減少可能影響測(cè)量的任何失真或噪聲。

更詳細(xì)地講，帶有 8 位 ADC 的示波器可以將模擬輸入編碼為 256 個(gè)獨(dú)特的轉(zhuǎn)換級(jí)別 (2 8 = 256)。每增加一位，轉(zhuǎn)換級(jí)別數(shù)就會(huì)翻倍。因此，9 位提供 512 個(gè)級(jí)別 (2 9 = 512)，10 位提供 1,024 個(gè)級(jí)別 (2 10 = 1,024)，依此類推。

配備 14 位 ADC 的示波器可以將模擬輸入編碼為 16,384 個(gè)級(jí)別 (2 14 = 16,384)，這是普通 12 位 ADC 示波器的分辨率的 4 倍，是 8 位 ADC 分辨率的 64 倍。這種更高的分辨率使示波器能夠捕獲信號(hào)的更精細(xì)細(xì)節(jié)，從而提供更準(zhǔn)確的表示。

現(xiàn)在考慮一下這如何應(yīng)用于垂直設(shè)置為每格 100 mV 且有 8 個(gè)垂直分區(qū)的示波器。示波器的全屏等于 800 mV（100 mV/p * 8 分區(qū)）。使用 8 位 ADC，全屏（800 mV）被分為 256 個(gè)級(jí)別，因此分辨率為每級(jí) 3.125 mV。相比之下，14 位 ADC 將相同的 800 mV 分為 16,384 個(gè)級(jí)別，實(shí)現(xiàn)每級(jí) 48.8 ?V 的分辨率。分辨率的顯著提高使工程師能夠檢測(cè)和測(cè)量信號(hào)中更小的變化，如圖1所示。

雖然高 ADC 位數(shù)對(duì)于垂直精度至關(guān)重要，但這并不是因素。示波器的本底噪聲也起著關(guān)鍵作用。這是指示波器本身產(chǎn)生的固有噪聲，它會(huì)干擾被測(cè)信號(hào)，導(dǎo)致讀數(shù)不準(zhǔn)確。

所有電子設(shè)備（包括示波器）都會(huì)產(chǎn)生一定程度的噪聲。然而，我們的目標(biāo)是盡可能地減少噪聲。較低的本底噪聲意味著示波器對(duì)信號(hào)的影響較小，從而實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的測(cè)量。此外，您將無(wú)法看到小于示波器噪聲的信號(hào)細(xì)節(jié)。這在測(cè)量非常小的電壓時(shí)尤其重要，因?yàn)榧词故巧倭康脑肼曇矔?huì)嚴(yán)重扭曲讀數(shù)。

例如，圖 2顯示示波器正在測(cè)量 53 mV 信號(hào)。在 2 mV/p 時(shí)，此示波器的本底噪聲小于 50 mV RMS。使用此示波器，您可以捕獲非常小的 53 mV 信號(hào)，因?yàn)楸镜自肼曌銐虻?。此信?hào)會(huì)丟失在其他通用示波器的本底噪聲中，這些示波器的本底噪聲往往會(huì)超過(guò) 100 mV RMS。

結(jié)合高 ADC 位數(shù)和低本底噪聲

高 ADC 位數(shù)和低本底噪聲相結(jié)合可實(shí)現(xiàn)的垂直精度。這確保示波器能夠準(zhǔn)確地表示信號(hào)，使工程師能夠進(jìn)行測(cè)量并避免代價(jià)高昂的錯(cuò)誤。

例如，如果示波器配備 14 位 ADC，噪聲基底低于 50 ?V RMS（2 mV/p），帶寬為 1 GHz（50 Ω 輸入），則該示波器將提供出色的垂直精度，使工程師能夠檢測(cè)到信號(hào)中哪怕微小的變化。這種差異會(huì)影響工程師洞察、理解、調(diào)試和描述設(shè)計(jì)的能力。此外，示波器結(jié)果不準(zhǔn)確可能會(huì)增加開(kāi)發(fā)周期、生產(chǎn)質(zhì)量以及所選組件的風(fēng)險(xiǎn)。工程師需要能夠依賴能夠?yàn)樗麄兲峁┒床炝蜏?zhǔn)確性的工具和技術(shù)。