泰克示波器如何处理示波器噪声？

噪音是一个无处不在的普遍问题。几乎处理电路中的每个人都必须花费一定的时间来处理噪声，要么找到噪声源来修复它，要么降低噪声对测量的影响。那么要如何处理示波器噪声?

噪声可能来源，包括设计的内部或外部来源，噪声会阻挡目标信号。您可能在测量低电压(mV)信号时遇到困难，例如雷达传输或心脏监护仪。噪声将使您难以找到信号的实际电压，这可能会增加抖动，并使定时测量变得困难。你可能需要一个干净无声的轨道，专注于设计中预期的信号。干净的轨道可用于报告和文件，清楚地显示设计操作。

您的示波器提供了相应的功能和工具来帮助您处理示波器噪声。本应用指南将回顾测量过程中降低噪声的常用示波器功能，包括仅在TektronixMSO2000和DPO2000系列示波器上提供的创新工具。使用FilterVuTM的可变低通滤波器，您可以从信号中滤除不需要的噪声，同时仍然达到示波器的全带宽，并捕捉意外的毛刺，以便您可以专注于目标信号，而不会错过关键的高频事件。

用示波器测量噪声信号。

1.需要稳定的触发。

在分析信号之前，你需要一个稳定的显示器。如果信号有噪声，稳定的显示可能是一个问题，这使得难以创建稳定的触发。大多数示波器都有多种功能来帮助你解决这个问题。

通常，创建稳定触发di的第一步是测试哪个触发耦合模式有效。许多Tektronix示波器提供高频(HF)抑制、低频(LF)抑制和噪声抑制触发耦合选项，每个选项都可用于为信号创建稳定的触发。

HF Reject在触发路径上执行低通滤波，试图忽略任何高频不稳定性或噪声。LF Reject在触发路径上执行高通滤波，试图防止低频信号产生噪声。噪声抑制增加了所需的触发粘度，以防止随机噪声触发。可能很难预测这些模式将如何影响您的特定信号。必要时逐个尝试，以保持触发器稳定。示波器中的大多数触发系统也提供触发抑制控制。该控件仅允许在用户的延时定时器之后触发。如果信号重复，尝试调整触发释放，忽略一些错误的触发。

如果触发仍然不稳定，大多数示波器提供带宽限制滤波器，以便信号可以通过低通滤波器。一般低通滤波器只提供几个频率设置，通常不低于20MHz。对于许多应用程序，如调试电源问题，此设置可能不够低。尝试不同的带宽设置，直到达到稳定的触发。

2.降低显示信号的噪声

一旦获得稳定的触发，可以在示波器上进一步调整噪声显示。有许多工具可以实现这一点:带宽限制滤波器(如前所述)、平均采集模式、HiRes采集模式和FilterVu低通滤波器，这是泰克MSO/DPO2000系列示波器上提供的新功能。

3.带宽受限滤波

带宽滤波器将示波器的带宽减小到选定的频率。也就是说，高于所选频率的频率将被衰减或完全从触发路径以及采集和显示路径中移除。带宽限制滤波器不仅可以用来保持稳定的触发，还可以减少示波器上显示的噪声量。

使用带宽受限滤波器是降低泰克示波器噪声的简单方法之一。如果所有不需要的噪声频率都高于固定截止频率，则特别适合使用带宽受限滤波器。然而，它也将去除任何可能出现的高速毛刺。示波器提供的带宽限制设置一般非常有限，标准选项包括250MHz和20MHz。

4.平均采集模式

平均采集模式进行几次完整的采集，逐点平均，得到采集中每个采样点的平均电压。用户可以调整包含的平均采集数量。噪声在集合之间一般是随机的，有时上升，有时下降。当这些随机变化在足够数量的样本中进行平均时，它们将相互抵消，并在屏幕上产生稳定的信号。要使用平均采集模式，必须重复波形。重复波形或单个事件不能被平均。

平均采集模式会减少各种无关信号和随机噪声，即使频率很低。此外，它适用于所有示波器时间/帧设置。

因为必须收集多个波形来创建平均波形，所以当输入信号改变或前面板旋钮改变时，显示屏的更新速度可能会很慢。这意味着偶尔的毛刺可能会被遗漏。

在某些应用中，平均采集模式优于带宽受限滤波器，因为示波器的全带宽可用于捕捉高频重复事件。

降噪:带宽限制滤波器和平均采集模式

默认采集和小电压正弦波显示屏。注意，信号的噪声为30mV。

带宽限制滤波器设置为20 MHz。请注意，噪音量已大大减少。这表明部分噪声大于20 MHz，但仍有一些频率较低的噪声。

平均采集模式平均32次。请注意，正弦波非常干净，几乎没有噪声。可以平均去除所有频率的随机噪声。

5.雇佣获取模式

有些示波器包括HiRes采集模式，它类似于平均采集模式，因为它使用平均值来消除噪声。HiRes对每次采集执行矩形波列平均，对采集的一个波形中的多个相邻样本进行平均，并生成平均样本。这样会降低高频噪声，因为求平均值可以抵消噪声引起的高速电压变化。它还降低了采样率，因为它将多个样本转换为一个样本。因此，HiRes采集模式仅适用于慢速时间/帧设置，在这种情况下，示波器仍有足够的采样率来表示被测信号。

与平均采集模式不同，HiRes采集模式可用于非重复波形和单次波形。此外，由于只需要采集一个波形，因此在输入或前面板设置发生变化后，HiRes采集模式可以更快地显示和更新。组合时间上相邻的多个样本也减少了在较低的时间/帧设置下产生错误信号的机会。

由于雇佣采集模式是一种低通滤波，您可能会错过信号上的高速毛刺。HiRes采集模式会通过一些高频噪声，这可能会模糊信号形状和边缘位置。一般来说，它不会指出在雇佣采集模式中删除了哪些频率。

HiRes采集模式可以减少来自显示器的一些错误信号的频率;由于HiRes低通滤波器的频率选择性较差，仍然可能存在一些错误的信号频率。

降噪:平均采集模式和HiRes 采集模式

 

6.DSP滤波器有些示波器提供后处理DSP滤波器。

从信号中去除某些频率的噪声。可以完全控制滤波频率。虽然这些过滤器可能是灵活的，但它们通常很慢，只适合于单镜头或低更新率显示。它们可能会在您不知情的情况下过滤掉重要的毛刺或感兴趣的异常事件。

7.FilterVuTM可变低通滤波

泰克MSO/DPO2000系列示波器提供了一个强大的功能——filterutm可变低通滤波，有助于从信号中滤除不需要的噪声，从而降低示波器噪声。FilterVu允许您选择应用于显示采集的低通滤波器频率。除了低通滤波轨迹之外，不明显的背景轨迹可以用于显示在干净的滤波波形下的峰值检测(最小/最大采样)的原始采集，以防止任何意外的高频毛刺或高振幅噪声丢失。

通过FilterVu的可变低通滤波器，在干净的滤波波形下显示背景轨迹，背景轨迹显示峰值检测的原始采集。

低通滤波的截止频率可以通过前面板进行调整，以控制要降低的噪声量。过滤后的频率读数允许检查信号中存在哪些噪声频率，而不必设置麻烦的FFT(快速傅立叶变换)。这种调整甚至可以用于采集的单个波形，以便可以仔细检测信号。

作为采集过程的一部分，FilterVu可以快速更新HiRes采集模式显示，并具有后处理DSP滤波器的灵活性和控制功能，同时保持背景图像并显示高频毛刺和噪声幅度。

检测峰值背景轨迹，直到示波器的带宽捕捉到信号的峰值漂移，即使它是单个波形。这意味着当检测信号设置为低时间/帧时，任何可以在zui的快速时间/帧设置下捕获的毛刺仍然可以显示。

FilterVu捕捉开关模式电源的启动功率。注意屏幕左侧的小负尖峰。FilterVu的毛刺捕捉功能显示了这个尖峰(用红色圈出)。其他示波器可能会漏掉这个毛刺。

噪声是所有电气设计和调试工作中的一个挑战性问题。在上述安泰测试和整理的应用指南中，我们讨论了一些用于降低、了解和验证测量示波器噪声的工具。Tektronix 2000和DPO2000示波器中的FilterVu低通滤波器增加了一个强大而灵活的工具，并且产生的成本非常低，使您能够更好地处理设计中的噪声问题。同时，安泰作为泰克示波器代理商，提供选型、样机试用、免费技术培训、售后维修服务等一站式服务。

审核编辑：汤梓红