示波器在大量開關(guān)電源或大功率用電器等復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行自環(huán)測(cè)試，容易出現(xiàn)視頻中的噪聲問題。

1、噪聲分析

     示波器在進(jìn)行小信號(hào)測(cè)試時(shí)，我們要考慮地線帶來的干擾，一般設(shè)置要求是：一、帶寬限制打開；二、盡可能短的地線，一般使用探頭附件里的近地環(huán)。這樣能盡可能減少天線效應(yīng)和地環(huán)路等外因帶來的干擾！

     下面介紹鼎陽科技SDS1102X探頭自環(huán)測(cè)試、接地測(cè)試及小信號(hào)測(cè)試，這些測(cè)試均在較為純凈的辦公室環(huán)境進(jìn)行。為了有更好的參照我們選取TEK MDO3054作為參考。

一、探頭自環(huán)測(cè)試

      測(cè)試方法

    １、把SDS1102X標(biāo)配探頭PP510，在探頭1X衰減系數(shù)下探針跟探頭地短接。由于MDO3054標(biāo)配探頭是10X探頭，因此MDO3054的測(cè)試也使用PP510做相同的測(cè)試。

    ２、示波器均設(shè)置為1ms/div,1mv/div,100MSa/s。

    ３、分別在探頭自環(huán)、近地環(huán)、帶寬限制下測(cè)試。下面視頻為SDS1102X和MDO3054的測(cè)試集合。 圖1~圖3：分別為SDS1102X的探頭自環(huán)測(cè)試截屏，近地環(huán)測(cè)試截屏及探頭自環(huán)下的帶寬限制截屏；圖4~圖6：分別為MDO3054的探頭自環(huán)測(cè)試截屏，近地環(huán)測(cè)試截屏及探頭自環(huán)下的帶寬限制截屏。結(jié)果如下：

圖１　SDS1102X探頭自環(huán)測(cè)試

圖 2  SDS1102X近地環(huán)測(cè)試

圖3    SDS1102X  20MHz帶寬限制

圖4  MDO3054探頭自環(huán)測(cè)試

圖 5  MDO3054近地環(huán)測(cè)試

圖6  MDO3054  20MHz帶寬限制

     探頭自環(huán)測(cè)試總結(jié)

     在三種測(cè)試中，SDS1102X與MDO3054表現(xiàn)的趨勢(shì)是一樣的。帶寬限制效果好，其次是近地環(huán)測(cè)試，才是探頭自環(huán)。

    為什么會(huì)有這樣的結(jié)果呢？

    1、因?yàn)樵谧原h(huán)測(cè)試中，探頭形成一個(gè)閉環(huán)，這個(gè)閉環(huán)可以感應(yīng)和耦合周圍的信號(hào)，包括周圍的電磁信號(hào)以及共模信號(hào)。因此探頭形成的環(huán)越小，引入的噪聲越少。測(cè)試結(jié)果中近地環(huán)測(cè)試證明了這一點(diǎn)。

    2、與探頭線的屏蔽效果也有很大的關(guān)系。如果探頭屏蔽效果不好或有破損，也會(huì)引入更多的噪聲。因此在平時(shí)的使用中應(yīng)該盡量避免使用鱷魚夾這樣的測(cè)試線。

    3、與探頭的擺放位置也有很大的關(guān)系，例如離電源越近的地方，噪聲也越大。

    4、保證探頭接觸良好，接觸不良對(duì)測(cè)試結(jié)果有非常大的影響。

    5、由于噪聲中有很多高頻成份，因此開啟20MHz的帶寬限制后，噪聲顯著減小。

    6、自環(huán)測(cè)試對(duì)周圍環(huán)境很敏感，在不同的環(huán)境中可能會(huì)有較大的差異。

二、探頭接地測(cè)試

       測(cè)試方法

       1、把SDS1102X標(biāo)配探頭PP510接入示波器，在探頭1X衰減系數(shù)下探針直接接到示波器自身1KHz的信號(hào)地。由于MDO3054標(biāo)配探頭是10X探頭，因此MDO3054的測(cè)試也使用PP510探頭做相同測(cè)試；

      2、示波器均設(shè)置為1ms/div,1mv/div,100MSa/s；

      3、下面視頻為SDS1102X和MDO3054 信號(hào)地測(cè)試集合。圖7為SDS1102X信號(hào)地測(cè)試截屏，圖8為MDO3054信號(hào)地測(cè)試截屏。

圖7  SDS1102X信號(hào)地測(cè)試

圖8 MDO3054信號(hào)地測(cè)試

     探頭信號(hào)地測(cè)試總結(jié)

     探頭接信號(hào)地測(cè)試，兩者的現(xiàn)象一致，都有很多毛刺。

     造成這種現(xiàn)象的原因有以下幾點(diǎn)：

    1.探針直接測(cè)信號(hào)地，此地與示波器的電源地及整個(gè)電源地線網(wǎng)絡(luò)連接在一起。因此相當(dāng)于測(cè)試了整個(gè)地線網(wǎng)線的信號(hào)。地線網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)非常復(fù)雜的信號(hào)系統(tǒng)，干擾源非常多。接入的用電器越多信號(hào)，干擾信號(hào)越多。因此辦公室環(huán)境要比在有多種用電設(shè)備的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)特別是大電機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)效果要好。

    2.在測(cè)試過程中，探頭地如果不移除，等效于天線作用，兩樣會(huì)引入相應(yīng)噪聲。因此在進(jìn)行此測(cè)試時(shí)，移除探頭地線效果也會(huì)好一些。

三、小信號(hào)測(cè)試

       測(cè)試方法

       使用SDG2122X通過三通同時(shí)向SDS1102X和MDO3054輸入1KHz、1mV的正弦信號(hào)。示波器均設(shè)置為1mv/div,1ms/div,100MSa/s，通道阻抗50歐，20MHz帶寬限制。結(jié)果如下：

       測(cè)試環(huán)境及方法

圖 9 小信號(hào)測(cè)試及連線方法

圖10  SDS1102X 1mv小信號(hào)測(cè)試

圖11 MDO3054 1mv小信號(hào)測(cè)試

     小信號(hào)測(cè)試總結(jié)

     由于MDO3054是500MHz的示波器，500MHz帶寬示波器本底噪聲理論上要比100MHz的要大一些，排除這一因素后，兩者的測(cè)試結(jié)果類似。

     該文章來源于“鼎陽硬件設(shè)計(jì)與測(cè)試智庫(kù)”