示波器ENOB值在提升準(zhǔn)確度中的作用
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其中，導(dǎo)管式ADC使用二階或多階轉(zhuǎn)換來獲致較高的取樣率，例如安捷倫(Agilent)90000A系列示波器所配備的20GSa/s ADC(圖1)，其內(nèi)部是由八十個256MSa/s取樣率的ADC所組成，可提供更高的取樣率。
圖1 安捷倫Infiniium 9000系列示波器的ENOB曲線圖，ENOB值會因頻率不同而有所差異，且每款示波器的ENOB圖各不相同。此ENOB圖顯示整體示波器系統(tǒng)的ENOB，而不只是8位元ADC的ENOB。
至于快閃式ADC則具備一組比較器，可平行對輸入訊號進(jìn)行取樣，且每個比較器會對應(yīng)到一個解碼電壓范圍，藉由將訊號饋送至邏輯電路，這一組比較器會對每個電壓范圍產(chǎn)生一個編碼。然而，每一種ADC技術(shù)都有其局限性，例如快閃式ADC的線性誤差較高，而導(dǎo)管式ADC通常具有較多的交錯誤差。
不過，與常識相反，某些示波器在不采用最快取樣率時，反而能提供更準(zhǔn)確的量測結(jié)果，這是因?yàn)椴捎米羁烊勇蕰r，示波器可能會產(chǎn)生額外的交錯失真且增加高頻雜訊。
因此，示波器廠商針對其使用的單獨(dú)ADC進(jìn)行內(nèi)部評估，也會評估示波器系統(tǒng)的整體ENOB，所得出的系統(tǒng)ENOB會低于個別ADC的ENOB。由于ADC是示波器內(nèi)建的元件，不能單獨(dú)使用，故惟有評估整體系統(tǒng)的ENOB才有實(shí)質(zhì)意義。
衡量ADC品質(zhì) 偏移/相位/頻率失真須納入考量
為保持ADC效能穩(wěn)定，ENOB另一個重要的應(yīng)用在于可用來衡量示波器ADC的品質(zhì)，若示波器具有良好的ENOB，則其時序誤差、頻率突波(通常因交錯失真所致)和低寬頻雜訊都會非常小，若產(chǎn)品應(yīng)用以正弦波為主，則可依據(jù)ENOB來選擇最合適的示波器。
一般而言，使用者不會同時用盡示波器ADC的8位元解析度，為充分利用8位元垂直量測范圍，使用者必須放大波形以便使用整個垂直量測范圍，但這樣會增加觀測訊號的困難度，且可能導(dǎo)致ADC飽和風(fēng)險而產(chǎn)生不良效應(yīng)。不僅如此，前端雜訊、諧波失真和交錯失真，也會降低示波器ADC的效益。因此，必須利用90%垂直范圍來量測訊號，此時使用者應(yīng)將示波器8位元轉(zhuǎn)換器降低至7.2位元(90%×8位元)。
只不過，ENOB做為一種衡量ADC與前端元件優(yōu)劣的方法，但它忽略其他幾個參數(shù)，包括ENOB并不考慮偏移、相位不一致及頻率響應(yīng)失真等因素。如圖2所示，一個輸入訊號在兩臺不同示波器上的量測結(jié)果，這兩臺示波器雖具有相同的ENOB值，但可明顯看出其中一臺示波器顯示的波形更接近真實(shí)的輸入訊號。
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