如何用模擬偏置實(shí)現(xiàn)Pico示波器分辨率最大化

圖 7 模擬偏置下的信號(hào)

　　圖8 ±200mV 量程下的偏置信號(hào)

　　圖 9 ±200mV放大的偏置信號(hào)

　　交流耦合

　　當(dāng)示波器沒有直流偏置功能，或者直流偏置電壓不夠時(shí)，也可以通過輸入端的交流耦合來移除DC電壓。當(dāng)然，只有具有一個(gè)穩(wěn)定DC分量的信號(hào)才可以采用這種方法，例如測(cè)量直流供電電源的紋波電壓。但是直流電源的紋波信號(hào)并不是完全對(duì)稱的，因此沒有一個(gè)穩(wěn)定的平均電壓，所以平均基線會(huì)上下波形，所以想要精確測(cè)量是不太可能的。

　　首先，這里有一個(gè)用交流耦合測(cè)試的成功案例：一個(gè)10V的直流信號(hào)上疊加正弦紋波(圖10)。放大該信號(hào)，表現(xiàn)出ADC分辨率不高的效應(yīng)(圖11)。通過交流耦合移除DC偏置，從而可以讓我們可以選擇一個(gè)更加靈敏的測(cè)量量程。現(xiàn)在我們幾乎用了示波器的全分辨率(圖12)。

　　如果用相同的方法，即交流耦合，測(cè)試LVDS信號(hào)，如果是穩(wěn)定的數(shù)據(jù)流，那么結(jié)果是可以的接受的。但是，如果在長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定電平上出現(xiàn)一個(gè)偶發(fā)數(shù)據(jù)，那么AC耦合電容將開始充電，產(chǎn)生一個(gè)無法預(yù)測(cè)的偏置電壓，隨著時(shí)間而消退(圖13)。方法波形，顯示一個(gè)單獨(dú)的脈沖，但是我們不能做任何DC測(cè)量，因?yàn)闆]有固定的參考地。

　　圖10 10V rail with ripple

　　圖11 分辨率不夠時(shí)，采集到的紋波

　　圖12 交流耦合時(shí)采集到的紋波信號(hào)

　　圖 13 交流耦合下的LVDS偶發(fā)脈沖測(cè)試

　　結(jié)論

　　本文用一個(gè)低壓差分信號(hào)為例，講述了如何用Pico示波器的模擬偏置功能將儀器的靈敏度提高到原來的10倍，這意味著將垂直測(cè)量分辨率提高了10倍。同時(shí)，也介紹了交流耦合在測(cè)量穩(wěn)定波形，例如電源供電電平上的紋波信號(hào)和串行數(shù)據(jù)流時(shí) 對(duì)垂直分辨率利用率的提高也是非常有用的。