方法1:使用頻域分析
FFT分析能更深入的分析信號,如圖5和6所示。在廣闊的“白”噪聲的基礎上明顯多了2個峰值,49.5MHz和500MHz。
FFT能快速深入的分析噪聲的來源。例如,系統中有33KHz的開關電源和500MHz的時鐘,你可以在33KHz和500MHz的地方看到毛刺。毛刺的幅度能讓你粗略的了解一下各個噪聲源的貢獻有多大。
另外可以通過對FFT取平均提高毛刺的能見度。平均的方法會很大程度的消除真隨機噪聲,能在噪聲中甄別出微小的信號。
方法2:使用觸發來觀察和測量信號
如果能夠以除隨機噪聲源之外的信號作為觸發并使用平均,那么所有和此信號不相關的噪聲元素都會被減小或者消除。圖7和圖8展示了這種方法。在圖7中,示波器使用500MHz正弦波作為觸發,并平均64次。紫色的通道是500MHz的觸發源,在示波器上用另一個通道測量。黃色的通道是電源噪聲,把所有和500MHz信號不相關的噪聲元素通過平均消除。
圖8是用49.5MHz方波作為觸發源。圖中只能看到和49.5MHz相關的噪聲。
方法3:使用示波器
方法3:使用示波器偏置來提高動態范圍
置來提高動態范圍
在本例中,電源是1.5V直流電壓,噪聲是mV級別的。你可以在把偏置電壓調節到1.5V時使用100mV/格或者更高的范圍。并且使用更敏感的范圍來減少示波器自身的噪聲從而精確的測量。
制作一個特別的探頭
很多電源都可以驅動50歐姆負載。1.5V電壓驅動50歐姆負載只需要3mA電流。這就可以直接使用50歐姆同軸電纜連接到電源,示波器使用50歐姆輸入來代替10:1的探頭,從而可以更靈敏。也可以使用同軸隔直電容。1:1的探頭很容易制作,如圖9所示,在線末端把外面的金屬殼剝掉,并焊接一個地線,也可以使用帶彈簧的地。
圖9. 1:1 50歐姆探頭
最終的測試配置
本配置會最終實現下面的目標:
低噪聲和大偏置范圍
最好的信噪比
真差分測量
使用前述的1:1探頭連接到安捷倫N5380A雙SMA探頭前置頭,再連接到1186A探頭放大器,最后連接到示波器。
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原文標題:妙用示波器——測量電源噪聲的方法
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