原创 漫谈示波器的ENOB--之二

ENOB是怎么测量的？

        ENOB 的测试是用一个固定幅度的正弦波信号进行扫频，然后在不同频率下对采集到的电压数据进行分析和评估。分析的方法可分为时域和频域的。时域的评估方法是把采集到的时域数据和一个据此的拟和出的理想正弦波相减，相减的结果就是噪声和失真。频域的评估方法是对采集到的数据做FFT变换，然后把主信号功率和带宽内的其它噪声和失真功率相减。用时域和频域方法得到的ENOB结果应该是一样的。

        如果想进行ENOB测量，一般需要考虑以下因素。

        首先，测试ENOB时用的信号源要比被测示波器的ENOB要大，如果信号源的谐波失真大，还需要加相应的滤波器。其次，ENOB的测量结果和被测信号是否充满示波器满量程有关，被测信号充满示波器屏幕满量程的75％和90％得到得ENOB的结果是不一样的。任何ENOB的比较或测量都需要考虑被测信号幅度的影响以及不同输入信号频率时ENOB的不同。

ENOB能说明什么？

        ENOB 可以用来衡量示波器ADC的质量。如果示波器的ENOB指标好，它的时间误差、频率杂散（通常由拼接误差引起）都比较小，同时宽带噪声也比较低。如果具体应用主要和正弦波测量相关，则ENOB是进行示波器选择的很有用的指标。

ENOB不能说明什么？

        ENOB没有考虑偏置误差、相位误差以及频响失真等。下图显示了一个输入信号在两台不同的示波器上的测量结果。两台示波器的ENOB是相同的，但示波器1显示的波形更加接近真实的输入信号，而示波器2由于不同频率下的相频特性不好以及有偏置误差，所以显示的波形就失真比较大。

        ENOB没有考虑到示波器可能引入的偏置误差，两台有相同ENOB的示波器有可能显示的波形形状完全一样但是绝对电压偏置不一样。对于这一点，测量示波器在不同偏置下的底噪声或者评估直流增益指标可以提供更好的评价方法。

怎样增加我示波器的ENOB?

        很多高带宽示波器都提供有用户可选的带宽限制滤波器，打开滤波器可以限制示波器的带宽，这样可以抑制交织误差和噪声等高频分量，从而获得更高的ENOB。除此以外，示波器还可以对重复性的或低频信号使用平均或高分辨率的采集模式以减少宽带噪声。综合使用这些模式可以有效进行更高精度测量。