示波器基础系列之十七—— 增强分辨率(ERES)
下面的直方图是经过增强分辨率处理后的同一波形。注意,每个二元组包含着数据,表明现在有超过2048个电压电平(11位)。
IV. 改善带宽
在许多应用中,带宽损失可能会限制增强分辨率的用处。在这些情况下,可以使用增强分辨率,改善波形分辨率,而不是信噪比。可以通过两种方式校正带宽 限制。如果信号是重复的,那么可以使用随机通道复用采样或RIS。在RIS模式下,示波器对重复波形的有效采样率提高到高达200 GS/s。由于增强分辨率带宽与采样频率成比例,因此这可以把处理的带宽提高达10:1。
另一种常用技术是对采集的信号应用内插。(Sinx)/x内插函数使有效采样率提高了10:1。选配的内插数学函数可以把有效采样率提高达 50:1。在图5中,上面的一对曲线显示了以20 GS/s采样的波形。2位的增强分辨率把带宽降低到580 MHz。通过应用(sinx)/x内插,有效采样率提高到200 GS/s,2位增强的增强分辨率带宽现在是5800 MHz。
注意事项
增强分辨率函数只会改善曲线的分辨率,不会改善8位ADC原始量化的精度或线性度。高分辨率滤波器具有良好临时响应的限制,不能使用最大平坦滤波 器。因此,传输频带会导致截止频率附近的信号发生小的衰减。所以,在使用这些滤波器时,一定要注意通过的最高频率可能会略微衰减。图6是典型高分辨率滤波 器的频响(3位增强滤波器),其中标出了80 MHz的-3 dB截止频率或1.6%的Nyquist频率。
必须在有限记录长度上执行滤波。记录末端有不连续点,因为没有定义这些点上的滤波输出。数字示波器没有显示这些数据点,因此在滤波后曲线变得略短。 丢失的样点与使用的滤波器的脉冲响应长度完全相同,因此在2 – 106个样点之间变化(参见表1)。由于这里介绍的示波器有非常长的波形存储器,因此通常注意不到这种丢失(在最坏情况下,其只占50,000点曲线的 0.2%)。但是,用户可能会要求滤波很短、没有数据输出的记录。在这种情况下,DSO将不允许使用滤波。
VI. 总结
第III部分和第IV部分的实例分别说明了增强分辨率函数的功能:一个降低噪声和低通滤波,另一个是改善垂直分辨率。但在许多情况下,这两种功能是 共存的,其会以与平均函数非常类似的方式对得到的增强分辨率曲线产生综合影响。因此,在单次应用中,增强分辨率为替代平均函数提供了理想的方案。
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