利用Teledyne LeCroy示波器測(cè)量噪聲

參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果包括了最小值和最大值。如果您想查看多次連續(xù)捕獲的參數(shù)值的變化過程，可以使用Trend函數(shù)。Trend按測(cè)量的次序從左到右依次畫出每次測(cè)量的參數(shù)值。圖8顯示的例子中F4是參數(shù)P1的趨勢(shì)圖，反應(yīng)了通道1波形的標(biāo)準(zhǔn)偏差的變化趨勢(shì)。每捕獲一次會(huì)得到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差值，F(xiàn)4顯示出按次序測(cè)量的逐次結(jié)果。Trend波形可以當(dāng)作是任何其它波形一樣再進(jìn)行測(cè)量和分析。

推導(dǎo)出來的測(cè)量參數(shù)

另外一個(gè)感興趣的噪聲參數(shù)是振幅因數(shù)，即波形的峰值和有效值的比值。振幅因數(shù)決定了信號(hào)中峰值變化的動(dòng)態(tài)范圍。雖然示波器中沒有雙極性的“峰值”參數(shù)，我們可以通過通道1中的信號(hào)的絕對(duì)值“創(chuàng)造”一個(gè)這樣的參數(shù)值。將負(fù)值翻轉(zhuǎn)到波形的正區(qū)域，然后使用最大值參數(shù)得到每次捕獲的正向正大值和負(fù)向最大值中的極大值。請(qǐng)注意這種方法可以行得通是因?yàn)樾盘?hào)平均值為零。 我們可以利用參數(shù)數(shù)學(xué)運(yùn)算來計(jì)算出振幅因數(shù)。參數(shù)數(shù)學(xué)運(yùn)算的設(shè)置如圖9所示，我們計(jì)算出振幅因數(shù)結(jié)果為參數(shù)P4，是P3和P1的比值。測(cè)量結(jié)果如圖8所示，得到的結(jié)果平均值是3.6。圖8中F6顯示出參數(shù)P4的直方圖，其分布并不是高斯的，這是由絕對(duì)值和最大值的數(shù)學(xué)運(yùn)算有關(guān)的非線性過程引起。

利用nbpw測(cè)量單點(diǎn)噪聲

另外一種對(duì)噪聲進(jìn)行單點(diǎn)測(cè)量的方法是采用光領(lǐng)域的窄帶功率測(cè)量(Narrow-band power,nbpw)方法。nbpw通過計(jì)算某個(gè)頻率點(diǎn)的離散傅立葉變換來測(cè)量該頻點(diǎn)的功率。輸出單位是dBm。該方法對(duì)于測(cè)量噪聲并不是很非常方便，我們更喜歡使用線性單位 V^2 /Hz的噪聲功率譜密度來測(cè)量。幸運(yùn)地是，Teledyne LeCroy示波器能夠嵌入算法來對(duì)參數(shù)進(jìn)行更復(fù)雜的運(yùn)算以得到需要的測(cè)量結(jié)果。這比圖9中振幅因數(shù)的簡(jiǎn)單比例參數(shù)要復(fù)雜得多。這個(gè)測(cè)量結(jié)果如圖10所示。

利用nbpw測(cè)量單點(diǎn)噪聲

另外一種對(duì)噪聲進(jìn)行單點(diǎn)測(cè)量的方法是采用光領(lǐng)域的窄帶功率測(cè)量(Narrow-band power,nbpw)方法。nbpw通過計(jì)算某個(gè)頻率點(diǎn)的離散傅立葉變換來測(cè)量該頻點(diǎn)的功率。輸出單位是dBm。該方法對(duì)于測(cè)量噪聲并不是很非常方便，我們更喜歡使用線性單位 V^2 /Hz的噪聲功率譜密度來測(cè)量。幸運(yùn)地是，Teledyne LeCroy示波器能夠嵌入算法來對(duì)參數(shù)進(jìn)行更復(fù)雜的運(yùn)算以得到需要的測(cè)量結(jié)果。這比圖9中振幅因數(shù)的簡(jiǎn)單比例參數(shù)要復(fù)雜得多。這個(gè)測(cè)量結(jié)果如圖10所示。

圖12給出了本例中用于重新定標(biāo)nbpw參數(shù)的VB代碼。

圖12 參數(shù)運(yùn)算的VB代碼，將nbpw結(jié)果由dBm轉(zhuǎn)換為V^2/Hz

代碼算法分別將每個(gè)nbpw測(cè)量結(jié)果由對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換為線性的刻度(V^2)，讀出捕獲的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，然后計(jì)算出FFT的有效分辨帶寬。接下來，算法中利用這個(gè)值得到單位是V^2/Hz的功率譜密度。

偽隨機(jī)序列長(zhǎng)度

如果您在研究的是偽隨機(jī)序列噪聲源，您可以輕松地使用Teledyne LeCroy示波器的光相關(guān)函數(shù)測(cè)量序列間隔。

圖13中利用了波形C1的自動(dòng)相關(guān)函數(shù)表示這種測(cè)量的結(jié)果。自動(dòng)相關(guān)函數(shù)產(chǎn)生的峰值點(diǎn)和偽隨機(jī)碼型的重復(fù)周期相對(duì)應(yīng)。本例中，參數(shù)P7測(cè)量出碼型周期是131us。這和125MHz的時(shí)鐘頻率的16384個(gè)時(shí)鐘周期序列長(zhǎng)度是一致的。

圖13 利用自動(dòng)相關(guān)函數(shù)來確定偽隨機(jī)序列的長(zhǎng)度

Teledyne LeCroy示波器擁有噪聲測(cè)量的時(shí)域，頻域，統(tǒng)計(jì)域的一切必要的工具，對(duì)于熟悉這種類型測(cè)量的工程師來說提供了很大的靈活強(qiáng)大的分析能力。