作者 主题:EEVBLOG#1226 - 如何在示波器上获得更好的准确性 (Read 2875 times)

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EEVBLOG#1226 - 如何在示波器上获得更好的准确性
« on: 2019年7月03日,晚上10:05:30»
如何在示波器上获得更好的波形测量精度。
示波器Vernier控制的两个优点。

 

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« 回复#1开: 2019年7月03日,晚上11:30:15»
我认为Siglent没有显示标准偏差(或显示0PV)的原因是因为低噪声前端,因此数字化信号中有效地没有噪声,并且所有测量都放置在完全相同的ADC值/代码。
您可以通过将正弦波的幅度降低到1/10并按比例提高范围的垂直增益来轻松测试。在更高的增益上,如果我是正确的话,您应该有更多的噪音,标准偏差应该在不读取0 PV的情况下工作。

更详细的信息:
//www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/adc-input-noise.html
"现在,考虑具有极低输入引用噪声的ADC的情况,并且直方图显示单个代码,无论采用多少个样本。这个ADC的数字平均会如何?这个答案很简单 - 它什么都不做!无论平均多少个样本,答案都将是相同的。但是,一旦将噪声添加到输入信号,使得直方图中存在多于一个代码,平均方法再次开始工作。 因此 - 有趣的是 - 一些少量的噪音是好的 ...... "


编辑:
还有一件事,在5:30,屏幕上有一个直方图,您将其标记为VP-P直方图,这是不正确或令人困惑的。它是整个波上所有测量点的直方图,不仅是VP-P值。如果您完成了VP-P值的直方图(范围使用的值,最小,最大等),您将具有一个非常窄的峰值,只有几个垃圾箱。在SIGLENT上,只有单个箱子将被填充,因为标准偏差为0光伏。
« 上次编辑:2019年7月03日,2019年7月03日,11:42:48 PM由EV1TE »
 

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« 回复#2开: 2019年7月3日,晚上11:37:41»
如果大多数范围仅用于AFE的一些固定步骤,为什么可以对测量产生微调对测量有任何影响?
Cryptocurrency教会了我喜欢数学,同时陷入困境。

加密货币课0:阿尔菌素和比特币不是一回事。
 

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回复:EEVBLOG#1226 - 如何在示波器上获得更好的准确性
« 回复#3开: 2019年7月03日,晚上11:53:10»
如果大多数范围仅用于AFE的一些固定步骤,为什么可以对测量产生微调对测量有任何影响?

范围前端通常具有比唯一粗糙增益设置更多的固定步骤。然而,在大多数情况下,当您打开游标/精细控制时,它可能不是无限的变量。因此,当您转动精细控制时,您将偶尔更改模拟增益,但其他时间将只是一个软件缩放。因此,如果您只需稍微改变刻度,您将不会看到任何区别,但如果您缩放它比说1 dB,您可能会缩短到一个新的模拟范围并受益于它。

这是一个我发现的一个例子,我发现了1 dB的增益,加上一个额外的1x,2x,5x衰减器,用于大信号的粗衰减:
http://www.ti.com/lit/ug/tiduba4/tiduba4.pdf
 

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« 回复#4开: 2019年7月4日,上午12:00:32»
例如。 Siglent 1204x-E具有3个衰减器步骤。其次是一个带有2的可变增益放大器,具有高增益和低增益范围,每个增益范围为127步。

即使您转动时,即使达到令人精细的收益为您提供4.5至4.6 mV / div。它实际上采取了多个步骤。因为我们不总是排队,所以需要保持一点额外的ADC分辨率顶部和底部来弥补它。
 

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« 回复#5: 2019年7月4日,01:17:38»
我将真正笼罩到准确性,分辨率和垂直游标调整。

许多示波器均令人愉快地显示额外的分辨率,即使对于集成测量也没有显着性。 良好的示波器将修剪大量数字的数量。
2.数量通常*不是* 1。 观看最低有效数字,看看是否缺少任何数字。
3.精度比分辨率差。 (1)
4.有很多方法可以实现游标调整。 许多DSO在数字侧实现它,因此量化噪声增加,并且使用时动态范围内没有增加。 如果它在模拟方面实现,则准确性是值得怀疑的;具有线性控制响应的可变增益放大器很难。

(1)除非制作大多数DSO的滑动测量,否则大多数DSO不能以任何重要方式支持。
 

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« 回复#6开启: 2019年7月4日,晚上12:09:09»
那'S鼓舞人心的视频,一般涉及A / D转换器,分辨率,噪音和准确性。

但它'S不正确,特别是在这种情况下,直接以精确识别STD。

STD是随机噪声或SNR的量度。
在判断时,还必须考虑系统错误'accuracy'.

因此,使用Vernier或较低的范围,在测量,更高的SNR和较低的STD中提供更多动态。

系统错误,尤其是使用游标时几%,由固定分频器校准和vernier分频器/衰减器精度,后一种机制对用户不透明而确定。

如果您可以真正将系统错误与噪声错误分开,那么这些随机错误的准确性可能是STD / SQRT(n)的准确性,其中n是样本的数量。

在Metrology文件夹中,我们已经讨论了各种6 1/2的噪声数字。8 1/2位DMMS,也使用不同时间尺度的STD,即Allan偏差,以判断噪声性能..展示这一点一些DMMS真的有8位数字(〜0.02ppm),但最终的准确性是100倍。

所以我提出了一个关于这个东西(*)的基本一个基本的视频,可能很有趣。

坦率

(*)'A / D转换器系统的准确性和噪声 - 评估和测量'
« 上次编辑:2019年7月4日,晚上12:37:34由Frank博士 »
 
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« 回复#7: 2019年7月4日,09:33:41 PM»
在使用垂直游标时,是否实际校准了数字示波器?模拟范围不是,你基本上只使用了升高/下降时间测量的细垂直调整,在那里您将波形调整到屏幕上的标记上,并测量了交叉线的波形之间的时间。
每个人都喜欢小工具。直到他们试图制作它们。
 

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« 回复#8开: 2019年7月05日,02:18:40»
至少用于SIGLENT,它确实存储了几乎关于衰减器和可变放大器的每个组合的校准。在每种情况下,它都使用通道偏移DAC作为信任的根,仅针对DC偏移校准。这意味着当您在非常低的范围内切换到AC时,您可能会看到一小部分分区的偏移量。
 

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« 回复#9: 2019年7月05日,11:15:41»
但它'S不正确,特别是在这种情况下,直接以精确识别STD。
STD是随机噪声或SNR的量度。
在判断时,还必须考虑系统错误'accuracy'.

我不是'T等式直接以精确度。我暗示在视频中它是一个更高的SNR,并在视频中说你"可以将其视为给予更准确的结果" or some such.
也许我应该使用更多"accurate" terminology   ; D.
 
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« 回复#10: 2019年7月06日,06:01:15 PM»
我认为Siglent没有显示标准偏差(或显示0PV)的原因是因为低噪声前端,因此数字化信号中有效地没有噪声,并且所有测量都放置在完全相同的ADC值/代码。

我已经测试过它,并且可以猜出它就像你告诉过。  ;)

我在戴夫中围绕与戴夫相同的信号'S视频在哪里尝试笑/嘲笑奇迹梦游仙境的奇特显示(SD)。即使他看到4.12 / 4.12 / 4.12,他仍然笑这个0V SD   | O.
(但它抑制测量最小和最大值并且由于它而导致时,也是错误的,也意味着,它也需要表现出*** SD。它是某种小玩意)

Ok 我驾驶大约4VPP 1KHz正弦和设置范围,如Dave为1.4MPTS内存,用于减小Sampleate和1ms / div。

然后我仔细调整信号发生器,使得峰值最大样本水平保持在相同的ADC步骤中 每次收购。最小4.12V最大4.12V,当然平均4.12V,当然是STD 0。
我多次运行它,因为历史缓冲区可以只能使用此设置保持持久的19个采集。
之后,我深深地放大到正弦顶部和/或底部,并检查每19个收购。最大值没有任何例外。两者,Sinewave顶部和底部,只给出2个ADC步骤(噪声),但所有峰值都保持在相同的ADC级别,而不是随机(或更多)ADC步骤  overshoots.
 我多次这样做了。总是在信号保持稳定并且刚刚进入时"golden"它保持这个位置/级别"miracle"。当然,数学是数学。我希望简单的数学也在澳大利亚使用相同的规则(SARC。)
如果我调整信号微小或情景,那么它开始产生峰值的更随机变化 它从课程显示也是SD。我很容易找到这些"golden"我精细调整信号发生器电平的级别。 它起作用并在此特别检查我所做的内容中的工作和计算。即使在我的测试中显示0 std(我已经检查过它,如果它显示任何不同的话,则数学中有错误(使用此数据我 看看我的测试。当然,我也可以调整信号,使其连续给出0除以0 STD。只需要改变信号只是微小的位。而且,它会计算右边。)
然后戴夫奇迹2位分辨率。 10V全系列和8位ADC和电子EE Wonder 2小数   :clap: 
就像调整范围一样,首先需要使用大脑和肌肉。   
顺便说一句,有时它可以在最大和最小值差异的情况下差异,但是,在最大的差异,但我们运行它非常长时间,Max-min差异只能从一些非常罕见的单次射击中进行甚至有一些毫微微甚至更少的伏特SD。 (我在这里留下这个拼图,看看我们以后可以笑。)。 谁了解这一点,他不笑。但谁可能缺乏足够的真实经验和知识可能会滚动他们的眼睛并谈谈荒谬的东西。只需要做点作业。

附图。没信号。终止了50欧姆。减少MEM之前获得更多收购历史缓冲区。
每次顺序采集每个ADC样本都在相同的ADC步骤中。现在,如果我们在这里添加非常低的噪声信号和级别,那么它就可以最佳地匹配这些ADC级别的结果  "amazing"直到用户了解发生了什么。
因为缺乏足够的噪音。

如果我们尝试使用示例获得更多分辨率,这也是常见问题  平均。我们需要噪音。对于这种目的,一些先进的仪器需要增加噪音,以获得更好的准确度/分辨率。这同样可能发生在时间轴(某些高级频率计算器中的示例)和级别轴。
« 上次编辑:2019年7月06,06,06:07:25 PM由RF-LOOP »
如果实践和理论不等于它,它就讲述了使用理论的应用 是错误的或理论本身是错误的。
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回复:EEVBLOG#1226 - 如何在示波器上获得更好的准确性
« 回复#11开: 2019年7月06日,06:14:32 PM»
我将真正笼罩到准确性,分辨率和垂直游标调整。

许多示波器均令人愉快地显示额外的分辨率,即使对于集成测量也没有显着性。 良好的示波器将修剪大量数字的数量。
2.数量通常*不是* 1。 观看最低有效数字,看看是否缺少任何数字。
3.精度比分辨率差。 (1)
4.有很多方法可以实现游标调整。 许多DSO在数字侧实现它,因此量化噪声增加,并且使用时动态范围内没有增加。  如果它在模拟方面实现,则准确性是值得怀疑的;具有线性控制响应的可变增益放大器很难。

(1)除非制作大多数DSO的滑动测量,否则大多数DSO不能以任何重要方式支持。

[强调我的]

在这种情况下,它'S与模拟范围的游标没有什么不同?我拥有的所有三个模拟范围(TEK 2465B,7904A,HP 1727A)有某种方式指示当Vernier超出时未校准垂直测量's normal position.
 

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回复:EEVBLOG#1226 - 如何在示波器上获得更好的准确性
« 回复#12: 2019年7月07日,08:03:07»
我将真正笼罩到准确性,分辨率和垂直游标调整。

许多示波器均令人愉快地显示额外的分辨率,即使对于集成测量也没有显着性。 良好的示波器将修剪大量数字的数量。
2.数量通常*不是* 1。 观看最低有效数字,看看是否缺少任何数字。
3.精度比分辨率差。 (1)
4.有很多方法可以实现游标调整。 许多DSO在数字侧实现它,因此量化噪声增加,并且使用时动态范围内没有增加。  如果它在模拟方面实现,则准确性是值得怀疑的;具有线性控制响应的可变增益放大器很难。

(1)除非制作大多数DSO的滑动测量,否则大多数DSO不能以任何重要方式支持。

[强调我的]

在这种情况下, it'S与模拟范围的游标没有什么不同? 我拥有的所有三个模拟范围(TEK 2465B,7904A,HP 1727A)有某种方式指示当Vernier超出时未校准垂直测量's normal position.

在siglent中的例子。   继电器选择三个模拟电压带。
选择v频段内部的步骤(粗糙和精细) ADC之前的数字控制VGA方法 部分系统是AD8370)硬件继电器所选电压频带是:

乐队I:
500uv / div到118mV / div粗略步骤(500uv(10uv finestep),1(20uv Finestep),2(60uv精细步骤),5(100uv Finestep),10(200uv Finestep),20(600uv fs),50(1mv FS),100MV(2MV FS高达200mV / div)

乐队II:
120mV / div至1.18V / div粗略步骤(200(6mV fs),500mV(10mV fs),1V(20mV fs高达200mV / div)

带III:1.20V / DIV至10.0V / DIV粗略步骤(2(60mV FS),5(高达10V / div),10V)

什么阶段,粗糙或罚款。相同的VGA系统将其处理在电压频带内。
我不知道SelfCal例程中包含哪些步骤,但是Selfical需要很长时间,并且我们所知道的是系统中的大量蛮力加工能力。因此,也许在每个V频段中只有一些单个Sigle步骤。在〜600秒内,它可以做得很好。

在这些粗略的步骤之间有很好的步骤。 粗略的步骤(1-2-5)是总细步骤表中的一些点。 (并不是模拟范围Vernier没有任何步骤)所以谈论模拟范围Vernier,即使在技术上也是可能的,即使在技术上,也没有看到校准Vernier的旧模拟范围) 由于其性质和现代数字范围很好的步骤非常不同的原则更像是完全没用的混乱。在示例siglent中没有模拟游标(以及许多其他现代DPO's)。部分级别控制是使用数字控制可变增益放大器进行的。示例是Siglent SDS1000X-E (以及许多其他品牌中的类似原则)也是模拟设备AD8370。凭借其优点和缺点!

VGA(可变增益放大器) ADI公司AD8370

据我所知,没有数字侧(ADC之后)精细步骤"vernier"在这个siglent模型中,这个视频中存在什么,没有像exame keysight 1mv / div衍生自4mV / div数码变焦狗屎,那里的偏执介绍了什么......
« 上次编辑:2019年7月07日,08:11:06 AM通过RF循环 »
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« 回复#13开启: 2019年7月08日,03:10:30»
在这种情况下,它'S与模拟范围的游标没有什么不同?我拥有的所有三个模拟范围(TEK 2465B,7904A,HP 1727A)有某种方式指示当Vernier超出时未校准垂直测量's normal position.

这是对的,我从未见过任何使用该方法(在显示校准值的同时使用该方法(具有交叉连接的输出的Gilbert Cell),但这不是不可能做到的。 没有人困扰,因为它根本不需要;垂直游标旨在用于使用粗略的波形比较或上升和下降时间测量,并且既不需要校准。

我认为惠普可能已经在他们早期的自动化示波器上完成了它,也许是1980年的惠普? Tektronix 2465系列实施了校准的*水平* vernier,但这显着更容易,因为扫描与准确控制的电流成比例。

什么阶段,粗糙或罚款。相同的VGA系统将其处理在电压频带内。
我不知道SelfCal例程中包含哪些步骤,但是Selfical需要很长时间,并且我们所知道的是系统中的大量蛮力加工能力。因此,也许在每个V频段中只有一些单个Sigle步骤。在〜600秒内,它可以做得很好。

在模拟或数字控制中可以在模拟或数字域中实现各种方式。

引用
据我所知,没有数字侧(ADC之后)精细步骤"vernier"在这个siglent模型中,这个视频中存在什么,没有像exame keysight 1mv / div衍生自4mV / div数码变焦狗屎,那里的偏执介绍了什么......

我偶尔在低端DSO或至少产生相同结果的东西中遇到过这一点。

无处不在的HMCAD1511 ADC具有模拟侧和数字侧增益控制,显然产生高达0.01%的增益分辨率。 后来的原始ADC解析在限制范围内,不会导致丢失的代码。 缺少的是获得准确性的任何规范,我真的很想知道它如何随温度而变化。

我并不是说没有校准的游标产生良好的准确性。 没有规范没有,我就不会被认为是理所当然的。
 
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« 回复#14: 2019年7月08日,05:06:46»
什么阶段,粗糙或罚款。相同的VGA系统将其处理在电压频带内。
我不知道SelfCal例程中包含哪些步骤,但是Selfical需要很长时间,并且我们所知道的是系统中的大量蛮力加工能力。因此,也许在每个V频段中只有一些单个Sigle步骤。在〜600秒内,它可以做得很好。

在模拟或数字控制中可以在模拟或数字域中实现各种方式。

引用
据我所知,没有数字侧(ADC之后)精细步骤"vernier"在这个siglent模型中,这个视频中存在什么,没有像exame keysight 1mv / div衍生自4mV / div数码变焦狗屎,那里的偏执介绍了什么......

我偶尔在低端DSO或至少产生相同结果的东西中遇到过这一点。

无处不在的HMCAD1511 ADC具有模拟侧和数字侧增益控制,显然产生高达0.01%的增益分辨率。 后来的原始ADC解析在限制范围内,不会导致丢失的代码。 缺少的是获得准确性的任何规范,我真的很想知道它如何随温度而变化。

我并不是说没有校准的游标产生良好的准确性。 没有规范没有,我就不会被认为是理所当然的。

<我真的不明白你的盲点在哪里"Calbibretated或未校准的游标". 示例siglent sds1000x-e模型,这个戴夫中存在's video have. 在这些模型中,没有任何未校准"vernier"喜欢在你的模拟范围。有3个电压频带有什么不同的电路,并且使用继电器选择这些电路。由于组件变体等,这些频段需要校准。此外还有一些东西需要手动调整/服务校准。
但是,有这些主要步骤为1-2-5序列。在这些方面也是很细步骤。 所有这些步骤,1-2-5步和精细步骤都包含在关于垂直的相同规范中。 如果用户使用1.1-2.2 - 5.5步或更重要的步骤则无关紧要。 我们如何具有单独的步骤和粗略步骤的独立规范。它们别无他物,但UI程序员已从所有可能的V / div步骤的巨大表中选择了这1 - 2 - 5步。 880mV / div具有与76mV / div或100mV / div或500mV / div或4.82V / div的相同的精度。无论您使用良好或主要步骤。但Vernier就像模拟范围一样,根本没有。 模拟范围模拟电位计Vernier通常是在Cal的外面。是的,这也可以作为校准,但需要良好的精确电位器,表盘和调整,以便将其校准到给定的规格内。我还没见过。
现代数字范围,昂贵甚至优质的低端有很好的步骤和粗略的步骤。
在Siglent所有步骤中,精细和粗糙基于相同的电路。如先前的频带继电器/电路和数字步骤可调节VGA AD8370 + HMCAD1511。

每一步,精细或粗糙(两者都选择"table")包含在本规范中,并不排除细步骤。我看不到任何理由甚至可能给出单独的规范,以便进行精细的步骤和这1-2-5步,但我希望siglent 编辑数据表(1-2-5序列),以便读取(1-2-5个序列和精细步骤)或类似的东西:

« 上次编辑:2019年7月8日,06:35:56 AM由RF循环 »
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