评估示波器的垂直噪声特性
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虽然这一特定电源测量除了随机成分外，还可能包括确定性/系统性的干扰/噪声成分，但如果确定性成分与示波器的自动触发没有相关性，就能利用这项技术扣除测量系统的误差成分，得到对电源总有效值噪声的非常接近的近似值。
干扰的各确定性/系统性成分，例如开关电源或数字系统时钟干扰，也能在存在高随机测量系统噪声的条件下进行精确的测量。您能用示波器单独通道上的可疑干扰源触发，重复采集输入信号，通过平均去掉由示波器/探头和输入信号贡献的所有随机和非相关噪声和干扰成分。其结果将是对电源特定干扰成分的高分辨率测量，甚至您可把示波器置于非常灵敏的V/div设置，例如图3所示的2mV/div。此外，对电源的平均直流成分进行精确测量要求示波器有足够的直流偏置范围（只有Agilent示波器能达到）。对同样嘈杂电源信号使用这项平均测量技术，我们测量到系统10MHz时钟（下方的绿色波形）引入近似为4.9mVp-p的干扰。为找到所有确定性（非随机性）的干扰和纹波，您需要把各种可疑干扰源作为示波器的触发源，进行多次平均测量。
观察“胖”波形
一些示波器的使用者相信数字存储示波器（DSO）的随机垂直噪声电平高于较老的模拟示波器。之所以得出这一结论，是因为DSO上的迹线一般要比模拟示波器宽。但DSO的实际噪声电平并不比模拟示波器高。对于模拟示波器技术而言，由于信号极端值很少出现，因此所显示的随机垂直噪声的极端值或是非常黯淡，或是根本看不到。虽然工程师一般认为示波器是一种显示电压—时间的二维仪器，但由于模拟示波器采用扫描电子束技术，所以还存在着第三个维度。第三维用迹线亮度调制显示信号的出现频度，从而意味着模拟示波器实际上隐匿了，或在视觉上抑制了随机垂直噪声的极端值。
传统数字示波器缺乏显示第三个维度（亮度调制）的能力。但今天的某些新型数字示波器已有了更接近老式模拟示波器显示质量的亮度分级能力。采用MegaZoomIII技术的Agilent最新6000系列示波器具有示波器行业中最高的亮度分级，它把256级亮度映射到XGA显示。图4示出在10mV/div设置下，用100%亮度捕获的低电平10MHz信号。这幅屏幕代表没有亮度分级能力的老式数字示波器显示。由于没有亮度分级，示波器显示展示的是极端峰峰噪声的“胖”波形。但在10mV/div设置下所测相对低输入信号（约为50mVp-p）的“厚度”主要源于固有的示波器噪声—而非输入信号噪声。图5示出的是相同10MHz信号，但现在把亮度调到20%，以更好地模仿天然抑制极端噪声的模拟示波器显示。我们现在能在相对灵敏V/div设置下，观察到没有示波器固有噪声影响的更“清晰”波形。此外，我们现在还能看到各种波形细节，例如在正弦波正峰顶上的“摆动”，这在以前恒定亮度（100%）的观察中因为相对高的示波器噪声电平而被掩盖掉了。
有关示波器显示质量所带来好处的更详细讨论，请下载Agilent应用指南1552“示波器显示质量对发现信号异常能力的影响”。
如果您采集的是重复输入信号，就能像图3所示的例子那样，代之以通过波形平均消除测量系统的随机信号噪声。对于实时/单次应用（不能使用重复平均），有些示波器提供高分辨率的采集模式。采用这项技术，您就能通过DSP/数字滤波过滤掉单次采集中的高频噪声和干扰成分，把垂直分辨率增加到12bit，此时付出的代价是测量系统的带宽。
总结
当您评估欲购买的各种示波器时，一定要仔细考虑示波器的固有噪声特性。并非所有示波器的这项指标均相一致。示波器的垂直随机噪声不仅会使测量精度下降，它还可能影响观察数字信号的质量。在您评估示波器噪声特性时，必须要在同样的测量判据下仔细地设置被测示波器，这些判据包括相同带宽的示波器、相同的V/div设置（具有全带宽）、相同的采样率、相同的存储器深度和相同的采集数。
如本文所述，与业内其它500MHz-1GHz示波器相比，AgilentDSO/MSO6000系列和54830系列Infiniium示波器在总体上有最低的噪声特性。此外，采用MegaZoomIII技术的Agilent6000系列示波器以256级亮度提供最高分辨率的显示质量，可用于观察受抑制的示波器固有噪声的随机极端值。
您能采用各种不同测量技术，如数学计算、波形平均、DSP滤波和显示亮度分级最小化，甚至消除测量系统噪声成分，从而更精确地测量系统中的低电平随机性和确定性噪声成分。
虽然本文仅着重探讨的是500MHz和1GHz带宽示波器噪声测量比较，但其原则也适用于任何带宽的示波器—无论是更高还是更低的带宽。事实上，Agilent的更高带宽12GHzDSO81204A示波器具有这一带宽范围示波器中最低的固有内部测量系统噪声，其噪声电平甚至不高于当前市场上的1GHz示波器。由于采用低功率集成电路（IC）技术实现了更高集成度，Agilent还能达到更低的测量噪声性能水平。
还应注意在对随机垂直示波器噪声的评估中，只取了极有限的样本量。为测试所选的所有示波器都是各厂家当前生产的产品。我们只测试了通道1，因为这是工程师最常使用的通道。虽然我们不能确保文中所述的测量具有典型性，但我们仍认为这些测量结果代表了各示波器厂家当前生产的产品。
术语表
基线噪声本底:在示波器最灵敏V/div设置下所测的有效值噪声电平
Sin(x)/x:重建一种软件滤波特性，它以更高的数据分辨率重建样本波形，从而更精确地代表符合Nyquist准则的原未采样输入波形
噪声本底:在示波器各V/div设置下所测的有效值噪声电平
随机噪声:服从高斯分布的无界噪声
动态范围:数字存储示波器（DSO）模数转换器的满度范围，它取决于示波器的V/div设置，在大多数示波器中，它的变化范围通常为8格峰峰（全屏）到10格峰峰（全屏＋20%）
峰峰噪声:根据特定判据的示波器峰峰噪声，这些判据如时间、采集数和/或采集存储器深度
有效值噪声:作为标准偏差的所测随机噪声
无限余辉:数字存储示波器（DSO）的一种常用显示模式，它累积和显示所有采集，以示出信号最坏条件偏差
高斯分布:典型的钟形曲线统计分布
确定性:系统性误差/噪声源，它是有界的
迹线亮度调制/分级:示波器特定时间位置处的显示亮度随频度而变
DSP:数字信号处理
MegaZoomIII:一项Agilent专利技术，它提供迹线亮度分级、快波形更新率和响应敏捷的深存储器
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