Как уменьшить шум цифрового осциллографа?, например OWON XDS2102A Опции

[Слесарь]

Здравствуйте!
Меня сильно раздражает собственный внутренний шум осциллографа, не могу в полной мере использовать 12бит разрешение. Шумит приблизительно в 3 младших разрядах при 12бит разрешении и реже в 1 младший разряд при 8бит разрешении.
Как понизить это явление? ко входам ничего не подключено.
Так же, почему шум производит смещение луча от нулевой линии? Почему шумит не по центру нулевой линии?



На картинках снимок делал при положении регулятора чувствительности канала когда шумит минимально, например 5В/дел, жал паузу и увеличивал полученное изображение до 50мВ/дел.
Считал сколько ступенек на снимке по вертикали, количество укладывается в 3 младших разряда АЦП. или в 1 разряд при 8бит разрешении.

[DASM]

А чего не так то? Вы наверное noise free и effective number of bits путаете (сам тоже путаю). Усредняйте, что ж еще.

[kovigor]

Как понизить это явление?

Никак, ИМХО. Работал с разными Тектрониксами от недорогого TDS 1012 до четырехканального осциллографа смешанных сигналов с полосой в 500 МГц и стоимостью в 15000 у.е. Везде есть эта проблема. С чем это связано ? Не знаю. Единственное, что помогает - включение режима ограничения полосы пропускания. У вашего осциллографа есть такой режим ? Если да, то попробуйте его задействовать ...

[dxp]

Использовать скопы с 12-разрядным АЦП. Там тоже есть этот шум, но он в разы меньше. И да, это уже не китай.

[Слесарь]

Использовать скопы с 12-разрядным АЦП.

А у меня разве не такой АЦП? HMCAD1520 High Speed Multi-Mode 8/12/14-Bit

А чего не так то?

Мне надо чтоб линия луча по вертикали не дергалась когда нет сигналов на входе. Кста, в каких-то режимах чувствительности входа и 8бит режиме линия не дергается. Там три щелчка релюшек по входу когда крутишь крутилку чувствительности от 2 мВ, до 100В
/дел., при 8бит режиме и напряжениях выше 5В, с одной стороны щелчка релюшки шум есть, а с другой стороны щелчка шума нет. при 12 бит, шумит всегда...

Единственное, что помогает - включение режима ограничения полосы пропускания.

Есть ограничение полосы до 20 МГц, - не помогает.

[VNS]

... ко входам ничего не подключено.
... почему шум производит смещение луча от нулевой линии? Почему шумит не по центру нулевой линии?

Открытый вход собирает всю ЭМ наводку, включая излучение от сотовых телефонов. Необходимо экранировать этот вход от наводок цифровых схем самого осциллографа...
Наименьший шум у входа с 50 Ом сопротивлением УПТ на транзисторах с 50 Ом - ой заглушкой на входе. Например, С1-75.

[Слесарь]

Я так понимаю, шумят, близко расположенные ко входу, вычислители? Может надо все проклеить медной фольгой на ПП осцилла?

Открытый вход собирает всю ЭМ наводку, включая излучение от сотовых телефонов. Необходимо экранировать этот вход от наводок цифровых схем самого осциллографа...

Вход осцилла находится внутри металл коробки на общей ПП.

Если правильно понимаю, производитель АЦП осцилла обещает ограниченную шумами эффективность 11 бит, я же наблюдаю в реале эффективность не более 9 бит.

[VNS]

...шумят, близко расположенные ко входу, вычислители? Может надо все проклеить медной фольгой на ПП осцилла?

Магнитная фольга не "экранирует" от переменного магнитного поля помехи.

[Слесарь]

А что тогда делать? свинец?

[kovigor]

А что тогда делать? свинец?

Вы хотите от магнитного поля экраном защититься ? Так и спросите у Google:

"экранирование от магнитных полей"

А еще, я бы начал с простейшего теста. Отсоедините щуп и короткой медной жилкой закоротите центральный проводник входного разъема осциллографа на его (разъема) корпус. Так тоже шумит ?

[VNS]

А что тогда делать? свинец?

1. Отсоединить вход разъёма осциллографа от платы - проверить уровень шумов на выходе;
2. Подсоединить непосредственно к плате резистор равный значению входного сопротивления осциллографа - проверить уровень шумов на выходе;
3. Закоротить вход низкоомным резистором, например, 50 ОМ, повторить пп.1 и 2;
4. Установить осциллограф в подвале бомбоубежища.
5. Повторить пп. 1 - 3.
Свинец не поможет...
Нужна схема входных цепей осциллографа (АЦП, ИОН) и спецификация к ней. Желательно фото платы с разъёмами.
Далее по результатам по пп. 1- 5.

[wim]

почему шум производит смещение луча от нулевой линии? Почему шумит не по центру нулевой линии?

ПМСМ это артефакт самого осциллографа. Я подобное видел у одной модели АКИП - сдали его обратно и взяли другую модель.

[Слесарь]

закоротите центральный проводник входного разъема осциллографа на его (разъема) корпус. Так тоже шумит ?

Нет заметной разницы, что отключенный разъем, что закороченный.
Я же говорю, если нащелкать входной аттенюатор осцилла на 100В/дел, он так же будет сильно шуметь, на те же -65 дБ, потому как шумит не по входному разъему, а по внутренней схеме. По входному разъему шум начинает быть заметным при чувствительности менее 10 мВ/дел.

ПМСМ это артефакт самого осциллографа.

А если включить инвертирование входного сигнала, шум будет тянуть луч не вверх, а вниз. Полезные сигналы вроде отображает нормально. Только вот на полезных частотах более заявленных так же тянет луч вверх от центральной линии.



Только уже сильно тянет, процентов на 20 от уровня полезного сигнала.

[kovigor]

Нет заметной разницы, что отключенный разъем, что закороченный.

Прибор гарантийный ? Если да, то, может, стоит попробовать его обменять по гарантии ?

[VNS]

Нет заметной разницы, что отключенный разъем, что закороченный.
Я же говорю, если нащелкать входной аттенюатор осцилла на 100В/дел, он так же будет сильно шуметь, на те же -65 дБ, потому как шумит не по входному разъему, а по внутренней схеме. По входному разъему шум начинает быть заметным при чувствительности менее 10 мВ/дел.

это неустранимый артефакт самого осциллографа.

[Vasily_]

Меня сильно раздражает собственный внутренний шум осциллографа, не могу в полной мере использовать 12бит разрешение.

Расскажите нам а как в полной мере вы сможете использовать 12 бит, если они тупо не помещаются на вашем экране?

[MegaVolt]

шум будет тянуть луч не вверх, а вниз.
...
Только уже сильно тянет, процентов на 20 от уровня полезного сигнала.

Речь идёт про шум. Или про постоянную составляющую? Это разные параметры. Второй вролне допускаю можно скрутить настройками самого осцила.

А какая частота нужна? Если меньше 1МГц то можно использовать мультиметры от тектроникса. Она могут цифровать сигнал с 18 битами и 1Мгц.

[Слесарь]

стоит попробовать его обменять по гарантии ?

не думаю что это поможет. В роликах на Ютубе аналогичные осциллы различных производителей то же луч дрожит по вертикали когда еще во вход ничего не включено.

Расскажите нам а как в полной мере вы сможете использовать 12 бит, если они тупо не помещаются на вашем экране?

Экран вроде 800х600, вроде когда шумит на 3 младших разряда луч дрожит на пару пикселей на экране. значит что-то помещается.
Буду крутить вверх-вниз крутилку смещения луча. Плюс, в нарастающем сигнале выхода ЦАП хочу разглядывать ступенчатость его разрядности.

Речь идёт про шум. Или про постоянную составляющую? Это разные параметры.

И шум и частота выше характеристик осцилла смещают отображение от центральной линии

[ViKo]

не думаю что это поможет. В роликах на Ютубе аналогичные осциллы различных производителей то же луч дрожит по вертикали когда еще во вход ничего не включено.

Шумели, шумят и шуметь будут. Не дурите голову.
Это ваш первый цифровой осциллограф?
А аналоговые, по вашему, не шумят?
Включите BW Limit, Average, Hi Resolution если там такое есть.

И шум и частота выше характеристик осцилла смещают отображение от центральной линии

Мысль понять невозможно.

А 12 разрядов осциллографу - как собаке пятая нога.

[wim]

Мысль понять невозможно.

Мысль проста, как слесарный инструмент - на осциллограф с полосой пропускания 100 МГц подается сигнал с частотой 145 МГц, вследствие чего на экране наблюдаются артефакты. Но, как выясняется, они наблюдаются и при отсутствии сигнала. ПМСМ, пульсации 200 мВ со смещением нуля - шибко много даже для китайцев. Возможно, программисту актаком недодали миску лапши анаком и он чего-то там недописал в алгоритме обработки сигнала.

[ViKo]

Шум и смещение от нуля - это не артефакты, а норма. Борются, кто на что учился.

[wim]

Шум и смещение от нуля - это не артефакты, а норма.

Может, для кого-то 200 мВ это норма, а я такой хлам сдаю обратно.

[MegaVolt]

И шум и частота выше характеристик осцилла смещают отображение от центральной линии

А по русски?

И заодно можно сюда кинуть то что вы считаете характеристиками осцила. Т.е. значение уровня шумов.

[ViKo]

Может, для кого-то 200 мВ это норма, а я такой хлам сдаю обратно.

А кто здесь говорил про 200 мВ?

[wim]

значение уровня шумов

the noise occupies only 3 small divisions under 1mV/div

http://owon.com.hk/products_owon_2ch_12_bi...al_oscilloscope

[MegaVolt]

Может, для кого-то 200 мВ это норма, а я такой хлам сдаю обратно.

Сдвиг кстати 100мВ и если честно я не понимаю проблемы? Постоянка отлично убирается в настройках осцила. Вот прямо сейчас залез в настройки и подправил на сколько нужно.

Почему это проблема?

[wim]

А кто здесь говорил про 200 мВ?

А Вы осциллограммы в самом первом посте смотрели? 50мВ/дел. * 4 дел. - это норма?

Сдвиг кстати 100мВ и если честно я не понимаю проблемы? Постоянка отлично убирается в настройках осцила.

Мудрость индейцев Дакоты гласит: "Если ты замечаешь, что скачешь на дохлой лошади, слезь с нее".

[ViKo]

А Вы осциллограммы в самом первом посте смотрели? 50мВ/дел. * 4 дел. - это норма?

Так он же растянул сигнал в 100 раз.

[MegaVolt]

the noise occupies only 3 small divisions under 1mV/div

Это не параметры это реклама.
Смотрим даташит. Там ни слова про уровень шума. Кроме фразы про "+ low background noise"

Т.е. производитель не гарантирует вообще ничего про уровень шума. Как получилось так получилось.

Во вторых уровень смешения по постоянному току производитель так же не нормирует и не гарантирует. Опять же что получилось то получилось. Плюс судя по паспорту и подстройки нету никакой.

Т.е. осциллограф полностью соответствует спецификациям.

Если брать коственные параметры то паспорт обещает DC точность 3% reading т.е. для 5В это 150mV что и наблюдаем на экране.

Т.е. опять же всё в пределах спецификации.

[wim]

Так он же растянул сигнал в 100 раз.

Это должно означать, что лошадь не настолько дохлая, как кажется? На самом деле, цифровые осциллографы не показывают то, что непосредственно намерял АЦП. Из потока данных, например, вычищаются случайные выбросы, которые возникают у АЦП последовательного приближения из-за воздействия помех. То, что показано на осциллограммах, очень похоже на глюк в программе обработки данных. А чему тут, собс-но, удивляться - мы-то сами программы без ошибок что ли пишем?

[Vasily_]

А 12 разрядов осциллографу - как собаке пятая нога.

В точку, я это и пытался донести.

Экран вроде 800х600, вроде когда шумит на 3 младших разряда луч дрожит на пару пикселей на экране. значит что-то помещается.

Сколько влезет разрядов в 600 точек?

[ViKo]

Это должно означать, что лошадь не настолько дохлая, как кажется?

Здоровая, как бык. Слесарь растягивает по вертикали запомненный сигнал. Так 2 мВ превратились в 200 мВ. А 2 мВ для осциллографов такого уровня - вполне себе норма.

[wim]

Здоровая, как бык. Слесарь растягивает по вертикали запомненный сигнал. Так 2 мВ превратились в 200 мВ. А 2 мВ для осциллографов такого уровня - вполне себе норма.

Наверное, у нас разный интернет. Я вижу для желтого луча 50мВ/дел. И осциллограмма нарисована желтым лучом. Никакой "растяжки"в 100 раз я в упор не вижу. Или Вы растяжкой называете 5В/дел. для синего луча?

[MegaVolt]

Постоянка вписывается в DC точность.
Шум 100мВ p-p = 15мВ RMS и это равно 54 дБ сигнал шум что равно примерно 8,6 бит чт овполне неплохо для соврменных 12битный быстрых АЦП.
Т.е. прибор показывал вполне достойные параметры для своей цены.
Если есть потребность видеть ступеньки 12 битного АЦП то осциллограф это не в состоянии это показать. И это не проблема осциллографа.
Ещё раз повторюсь чтобы видеть ступеньки у 12 битного ЦАП нужно брать мультиметр с возможностью показа осциллограм. Наприме Keithley DMM6500

Вот шумы Textronix MSO4104B
На диапазоне 5В растянутом до 100мВ на деление.

Имеем вообще 300мВ пик то пик. Правда в полосе 1Гиг.

[wim]

Если брать коственные параметры то паспорт обещает DC точность 3% reading т.е. для 5В это 150mV что и наблюдаем на экране.

Вас там батька зазомбировал что ли? Какие 5 В, где Вы их там увидели? Напряжение = 0 В, стало быть смещение может быть в пределах 0,05 дел. Но для average≥16. Т.е., если не усреднять, то вообще неизвестно что он нарисует.

[Слесарь]

Мысль понять невозможно.

Ну посмотрите прилагаемые ранее картинки.

[MegaVolt]

Вас там батька зазомбировал что ли? Какие 5 В, где Вы их там увидели? Напряжение = 0 В, стало быть смещение может быть в пределах 0,05 дел. Но для average≥16. Т.е., если не усреднять, то вообще неизвестно что он нарисует.

Уважаемый давайте не будем переходить на личности, президентов и прочее. Тут технический форум. И данные беруться из слов ТС.

Читаем:

На картинках снимок делал при положении регулятора чувствительности канала когда шумит минимально, например 5В/дел, жал паузу и увеличивал полученное изображение до 50мВ/дел.

Т.е. мы обсуждаем шумы при 5В/дел которые для удобства растянули уже после того как их запомнили. Т.е. все искажения постоянки относятся к диапазону 5В/Дел И кстати я не прав. Полный диапазон не 5 В а вольт 50 которые влазят в экран. Соответственно мы имеем 0,1В погрешности при полной шкале АЦП в 50В это 0,2% от полной шкалы. Что ещё можно хотеть от осциллографа?

[Слесарь]

А Вы осциллограммы в самом первом посте смотрели? 50мВ/дел. * 4 дел. - это норма?

Вы бы внимательно почитали то сообщение. Измерение производилось при разрешении 5В, жалась пауза, далее изображение увеличивалось в 100 раз и смотрелась форма шума. уровень шума, как и положено должен быть на уровне -65 дБ.

Сколько влезет разрядов в 600 точек?

Наверное немного больше 8 разрядов.

[ViKo]

Постоянка отлично убирается в настройках осцила. Вот прямо сейчас залез в настройки и подправил на сколько нужно.

Намекните, что у вас за прибор. И как правите.

[Слесарь]

Т.е. мы обсуждаем шумы при 5В/дел которые для удобства растянули уже после того как их запомнили. Т.е. все искажения постоянки относятся к диапазону 5В/Дел И кстати я не прав. Полный диапазон не 5 В а вольт 50 которые влазят в экран. Соответственно мы имеем 0,1В погрешности при полной шкале АЦП в 50В это 0,2% от полной шкалы. Что ещё можно хотеть от осциллографа?

Полный диапазон чуть поболя, там есть еще какое-то запоминаемое заэкранное пространство которое можно смотреть путем прокрутки вверх-вниз, как в реальном времени, так и в паузе.

[MegaVolt]

Намекните, что у вас за прибор. И как правите.

MSO4104B
Жмём кнопку канала -> дополнительно -> смешение и крутим крутёлку и двигаем сигнал куда хотим.
Так же можно подправить положение по времени с ps разрешением.

[Слесарь]

MSO4104B
Жмём кнопку канала -> дополнительно -> смешение и крутим крутёлку и двигаем сигнал куда хотим.
Так же можно подправить положение по времени с ps разрешением.

У меня такой кнопки нет. есть только автоматическая калибровка при отключенных пробниках.
На частотах ниже 100 МГц смещения формы сигнала по вертикали не замечал. Как понимаю, смещение шума заметно так как в шуме присутствует высокочастотный спектр выше 100 МГц.



желтая, меандр в пару десятков МГц. синяя, тот же меандр, тока при переключателе пробника 1/1.

[ViKo]

MSO4104B
Жмём кнопку канала -> дополнительно -> смешение и крутим крутёлку и двигаем сигнал куда хотим.
Так же можно подправить положение по времени с ps разрешением.

Во дают... а на вход 0В подаете (или в воздухе оставляете)? Так можно закрутить, куда не надо.

желтая, меандр в пару десятков МГц. синяя, тот же меандр, тока при переключателе пробника 1/1.

И шо там не так? В полосу прибора не лезут гармоники вашего сигнала. А при 1:1 у вас емкость пробника душит сигнал.

[wim]

Что ещё можно хотеть от осциллографа?

Т.н. "растяжка" - это просто увеличительное стекло, лупа, с помощью которой мы рассматриваем в увеличенном масштабе фрагмент осциллограммы. На сигнал эта "растяжка" никак не влияет, поскольку он уже оцифрован и хранится в памяти осциллографа. Поэтому 200 мВ - это 200 мВ хоть с "растяжкой", хоть без нее. Вы пытаетесь доказать самому себе, потому что никто с этим не спорит, что шумы находятся в пределах допусков в даташите. Я же пытаюсь донести мысль, что для осциллографа с заявленными 12 бит и 100 МГц это слишком много.

уровень шума, как и положено должен быть на уровне -65 дБ.

Вы бы внимательно прочитали даташит - точность 0,05 дел. для постоянного напряжения гарантируется только при усреднении 16 значений и более. Поскольку постоянное напряжение само по себе не шумит (поскольку оно постоянное), это и есть в завуалированном виде уровень шума. Так что аппетиты придется урезать децибел на 20.

[ViKo]

Поэтому 200 мВ - это 200 мВ хоть с "растяжкой", хоть без нее.

Здесь вы правы. Но растягивались минимальные ступеньки шума, отображаемые на экране, скачущие на единицу туда-сюда. Реально шум меньше.
Пусть в одном делении на экране 50 пикселей. Для 50 В/дел получим 1 В/pix. Далее растянем в 100 раз.

Вы лучше на максимальной чувствительности шум смотрите.

[wim]

Пусть в одном делении на экране 50 пикселей. Для 50 В/дел получим 1 В/pix. Далее растянем в 100 раз.

Ну и что с того? Он же не пиксели растягивает, а выводит на экран то число, которое у него в памяти, в том масштабе, который ему задали. Пересчитывает биты в пиксели. По крайней мере, мой китаец делает именно так. Я сравнивал то, что он показывает на экране, с цифровыми данными, скачанными на флешку - они как ленин и партия, близнецы-братья.

[ViKo]

Ну и что с того? Он же не пиксели растягивает, а выводит на экран то число, которое у него в памяти.

Может, и пиксели. Китайцев много разных. Но даже если берет все свои 12 разрядов, то единица младшего разряда на 50 В/дел весит больше, чем на 2 мВ/дел. А вы к абсолютному числу все сводите.

[wim]

Может, и пиксели. Китайцев много разных.

Ну так автор может скачать цифровые данные на комп.

берет все свои 12 разрядов, то единица младшего разряда на 50 В/дел весит больше, чем на 2 мВ/дел.

5В/дел - это 50 В на весь экран. Будем считать, что 50 В - это п.ш., 12 бит. А вот то, что получается реально:
- если считать в делениях (по даташиту), 10/0,05 = 200;
- если считать в милливольтах, 50/0,2 = 250.
Т.е. реальный шум несколько меньше предельного значения по даташиту, но никаких 12 бит тут и близко нет.

[ViKo]

У меня даташита нет, не понимаю ваших цифр (хоть бы единицы измерения приписали). Но то, что 12 битов там нет - это очевидно. Там и 8 битов реальных нет. Но и шума на 200 мВ там нет. Не бывает.

[wim]

У меня даташита нет, не понимаю ваших цифр

Цифры использованы десятичной системы счисления (от 0 до 9). Ссылку на даташит я приводил. Поясню - вертикальная шкала осциллографа имеет 10 делений. По даташиту DC Accuracy average≥16： ±(3% reading + 0.05 div) for △V. Сигнала нет (0 В). Стало быть, предельное значение шума 0,05 дел. для шкалы 10 дел. - это 1/200 п.ш. (если считать, что 10 дел. - это п.ш.). Может быть у него п.ш. и больше 10 дел. экрана, но понять, что он меряет за его пределами, можно только по скачанным числовым значениям. Может за пределами экрана он вообще будет сплошные FFF рисовать.

Но и шума на 200 мВ там нет. Не бывает.

Может это и не шум самого АЦП, а программный глюк. А может быть дрогнула рука молодого дизайнера, криво провела дорожку на плате.

[ViKo]

Глянул в этот даташит. То, на что вы ссылаетесь - точность измерения V, это вообще не шум. И 3% дают главный вклад (точность усилителя, стандартная для этого класса), а 0.05 div - еще полпроцента (из-за шкалы). Причем, заметьте, это всё - при включенном усреднении >= 16, именно, чтобы убрать шум.

[wim]

Глянул в этот даташит. То, на что вы ссылаетесь - точность измерения V, это вообще не шум.

Нет, это именно шум, потому что это точность измерения постоянного напряжения после усреднения. А для чего, спрашивается, усреднять постоянное напряжение, если оно и так постоянно? Именно для того, чтобы усреднять собственные шумы.

[ViKo]

Именно, чтобы убрать шум. И остается голая точность. Если усилитель передает не 1, а 1.03 - вот вам 3% погрешность, при любом шуме (даже если его совсем нет). P.S. это есть в том числе в скрытой форме неравномерность АЧХ, потому что одно дело обеспечить к-т передачи на одной частоте или постоянном токе, и другое - во всем диапазоне частот.

[MegaVolt]

Во дают... а на вход 0В подаете (или в воздухе оставляете)? Так можно закрутить, куда не надо.

Я так понимаю это отдано на откуп пользователю. Там просто поправка которую осциллограф добавляет к сигналу. И ему пофиг на её значение.

[wim]

Именно, чтобы убрать шум. И остается голая точность.

Ну если шум убрали, т.е. его нет, то что Вы можете посоветовать автору? Он хочет уменьшить то, чего не существует.

[ViKo]

В сообщении №19 написал.

[wim]

В сообщении №19 написал.

В №19 Вы написали:

Шумели, шумят и шуметь будут.

В №53 Вы написали, что шум убрали и осталась голая точность.
Так есть шум осциллографа или нет его?

[Слесарь]

Так что аппетиты придется урезать децибел на 20.

Ну типа я включал спектрометр осцилла, подавал один сигнал по одному уровню, и смотрел с каким уровнем смогу увидеть на фоне первого сигнала и шума, другой сигнал, разница уровней сигналов была более 60 дБ.
Или это уже о другом?

Вы лучше на максимальной чувствительности шум смотрите.

На максимальной чувств. шум не сильно беспокоит. Беспокоит шум при низкой чувствительности. например шум при 50 В/дел.

Может за пределами экрана он вообще будет сплошные FFF рисовать.

Не... Я пробовал в паузе прокручивать память вверх-вниз, границы оцифровки на некотором удалении вглубь от границ экрана. Если интересует насколько удалены от границ, могу провести опыт, подать синусоиду с перегрузкой и посмотреть через сколько делений будет писаться "полка" неоцифровываемой синусоиды.

[wim]

Или это уже о другом?

Это о другом. Анализатор спектра делает свертку сигнала. Т.е. в узкой полосе увеличивает отношение сигнал-шум.
Для того, чтобы оценить уровень шума осциллографа, нужно знать, чему равна п.ш. в делениях шкалы. Т.е. подать такой сигнал, чтобы на выходе было максимальное число (скачать файл на флешку или через usb на комп.).

[Слесарь]

Зачем? Можно банально подать сигнал калибровочного генератора, растянуть шкалу чтоб увидеть как дрожит луч по вертикали при этом сигнале, соотнести калибровочный сигнал 5В с размахом дрожи луча, это будет разница те же 60 дБ и даже лучше.

Кажется уже проводил такой опыт:

По сабжу, если подключить щуп к калибровочному разъему 5В, 1000 Гц, без всяких пауз растянуть шкалу по вертикали до 10 мВ на деление сетки, подняться в самый верх по сетке до вершины отображаемого сигнала, то в точечном режиме отображения осцилл размазывает отдельные точки в полосе шириной 2 мВ. Это какой динамический диапазон входа осцилла?

[ViKo]

В №19 Вы написали:
В №53 Вы написали, что шум убрали и осталась голая точность.
Так есть шум осциллографа или нет его?

Ну, вы, блин, даете. (с)
Написал, как бороться с шумом. Так его можно убрать. Но эти режимы не применимы на все случаи жизни. Потому их включают или выключают.
BW Limit ограничивает полосу частот наблюдаемого сигнала. Если ваш сигнал входит в эту полосу, повезло.
Average работает для периодических синхронизированных сигналов. Обычно сигналы такие, но далеко не всегда.
Hi Resolution работает, пока можно взять много (хотя бы несколько) выборок между записью в память. На быстрых развертках не работает.

[wim]

Ну, вы, блин, даете. (с)

Ближе к телу (с). Напряжение постоянное = 0 В. Усредняем. Шум есть или его нет?

[_Vova]

Ближе к телу (с). Напряжение постоянное = 0 В. Усредняем. Шум есть или его нет?

Кроме шума может быть смещение нуля, ошибка коэф.усиления

Можно банально подать сигнал калибровочного генератора, растянуть шкалу чтоб увидеть как дрожит луч по вертикали

Дрожание по амплитуде может быть вызвано джиттером синхронизации. Если генератор хороший, то по Фурье записанного сигнала можно определить хар-ки АЦП.
Предлагаю замкнуть вход и обработать цифровые данные с осциллографа - RMS, pk-pk и т.д.
При желании и наличии приборов можно снять статическую характеристику АЦП, точнее всего канала.

[wim]

Кроме шума может быть смещение нуля, ошибка коэф.усиления

И то, что показано на осциллограммах, это смещение нуля, ошибка коэф.усиления или шум?

по Фурье записанного сигнала можно определить хар-ки АЦП ... замкнуть вход и обработать цифровые данные с осциллографа - RMS, pk-pk и т.д.
... снять статическую характеристику АЦП

Вы ник автора внимательно разглядели? Ему даже просто числовые загружать в эксель не охота. Автор хочет что-нибудь простое, чтоб на экране была красивая картинка - все 12 бит.

[ViKo]

Ближе к телу (с). Напряжение постоянное = 0 В. Усредняем. Шум есть или его нет?

Нет. Во всяком случае - значительно меньше.

[Слесарь]

Припоминаю, было такое, на входе АЦП полезный сигнал отсутствует, а АЦП шумит в младших разрядах. Дело было в плохой аналоговой земле АЦП. Может и здесь стоит исследовать этот вопрос?

[Слесарь]

загружать в эксель не охота

Что такое эксель?

[dxp]

А 12 разрядов осциллографу - как собаке пятая нога.

Это если всё, что вы им смотрите - ногодрыг на вашем стм32 (или в лучшем случае на пинах ПЛИС).

[ViKo]

Дело не в том, что смотреть (а смотрю я разное, я, собственно, все, что есть в осциллографах, смотрю, и не только), а в шуме самого осциллографа. Поскольку каждый активный элемент в нем шумит, да еще каждый резистор, то обеспечить приемлемый уровень шума в широкой полосе частот весьма непросто. Да, цифровой обработкой можно получить лучшее качество, ну так можно и из 8-разрядного АЦП набрать 12 разрядов. Может, 12-разрядные осциллографы и есть, я таких не помню. ЛеКрой?

Что касается осциллографа из темы, то там, как прочитал, стоит ex-Hittite АЦП HMCAD1520, у которого производитель заявил много разрядов. Но, во-первых, сам АЦП стремный (скачайте даташит, убедитесь), во-вторых, наличие 12-разрядного АЦП не делают осциллограф 12-разрядным по количеству эффективных разрядов, что нам и продемонстрировал топикстартер.

Добавлю. В чем смысл разрешающей способности 12 разрядов, если погрешность 3%, в лучшем случае 1%?

[blackfin]

Может, 12-разрядные осциллографы и есть, я таких не помню. ЛеКрой?

Их уже много кто делает:

Taking a cue from competitor Keysight, Tektronix has upped the stakes with its 6 Series oscilloscopes by increasing bandwidth to 8 GHz and lowering noise. Claiming an RMS noise of 104 µV (4 GHz, 50 Ω, 1 mV/div), the 6 Series consists of five models differentiated by bandwidth (1 GHz, 2.5 GHz, 4 GHz, 6 GHz, 8 GHz). The 6 Series features 12-bit ADCs. It competes with the Keysight S-Series, Rohde & Schwarz RTO and RTP series, and the Teledyne LeCroy WavePro HD series, all of whom have 8 GHz models. Tektronix also claims the highest sample rate (25 Gsamples/s on 4 channels) compared to these competitors. Effective resolution can reach 14 bits and 16 bits through signal processing, but with bandwidth limitations. For example, bandwidth at 16 bits drops to 200 MHz.

Источник: edn.

[wim]

Что такое эксель?

Excel

[ViKo]

Их уже много кто делает

Четверо? Ах, да, еще плюс Owon.

[Слесарь]

В чем смысл разрешающей способности 12 разрядов, если погрешность 3%, в лучшем случае 1%?

Так 12бит луч на экране смотрится лучше чем 8 бит, как и лучше смотрится новый дизайн прибора в сравнении с предыдущими моделями.



Думаю, если поискать источники, то и покрасивше картинки можно сделать

[ViKo]

Я ни разу не испытывал дискомфорт от того, что мне мало 8 разрядов. Вот полосу частот увеличить - то правое дело. В том числе для пробников.

Так 12бит луч на экране смотрится лучше чем 8 бит

Просто в Owon-е не умеют рисовать (интерполировать).

[Слесарь]

Во всех картинка на входе 5В сигнал калибр генератора.

Просто в Owon-е не умеют рисовать (интерполировать).

Слушай, я намеренно отключаю все эти математические штучки чтоб было наглядно видно работу АЦП.

[Plain]

раздражает собственный внутренний шум осциллографа ... Как понизить это явление?

Заменить схему и/или разводку.

[AlexandrY]

Я ни разу не испытывал дискомфорт от того, что мне мало 8 разрядов. Вот полосу частот увеличить - то правое дело. В том числе для пробников.

И еще убрать шум с триггеров.
Неопытные всегда смотрят на шум луча, хотя на самом деле важнее шум триггеров.
Никакого толку от ровного луча с маленькой амплитудой сигнала если его не может поймать триггер.
Ровные сигналы не интересны, осциллографом надо ловить аномалии.

[ViKo]

Слушай, я намеренно отключаю все эти математические штучки чтоб было наглядно видно работу АЦП.

Информации о сигнале обе картинки дают одинаковое количество. В Owon-е уж точно. В LeCroy, верю, 12 битов лучше, чем 8.

И еще убрать шум с триггеров.
Неопытные всегда смотрят на шум луча, хотя на самом деле важнее шум триггеров.

Шумный сигнал приводит к дрожанию точки синхронизации во времени. А еще важен джиттер тактового генератора для АЦП.
В общем, всякого овна хватает.

[Слесарь]

В LeCroy, верю

Задача, понизить шум лесрой не стоит. Здесь рассматривается, понизить шум прибора в ценовой категории в районе 30 рублей.

Информации о сигнале обе картинки дают одинаковое количество.

А качество?

[ViKo]

Задача, понизить шум лесрой не стоит. Здесь рассматривается, понизить шум прибора в ценовой категории в районе 30 рублей.

Сами выдумали себе задачу. Ну, попробуйте дополнительно земли какие-нибудь посоединять. Экранов добавьте. Конденсаторов в питание.

А качество?

Качество в воображении.

[Слесарь]

...

Разве вы не должны поддерживать следование тематики раздела?

Исправился. ViKo

[ViKo]

Вот путь, из статьи, что дал blackfin.

The 6 Series achieves its low noise through shielding, keeping power supplies away from sensitive analog circuits, and using waveguides in board designs

Вот следствие этого пути.

Base prices range from $23,000 to $75,000.

[Слесарь]

А батарейное питание осцилла помогает в плане шумов? Батарейку в осцилл еще не вставлял.

[Слесарь]

Была задача увидеть на сколько младших разрядов шумит АЦП.
Последовательность действий.
1. Закорачиваем пробник.
2. Устанавливаем чувствительность 1В/дел.
3. Жмем паузу.
4. Растягиваем шкалу данных из памяти в 50 раз и смотрим количество ступенек.



Итого 16 ступенек. Шум в 4 младших разрядах 12 бит АЦП.

Опыт №2.
1. Закорачиваем пробник.
2. Устанавливаем чувствительность 0.5В/дел. (повышаем чувствительность) При этом действии происходит перещелкивание реле аттенюатора.
3. Жмем паузу.
4. Растягиваем шкалу данных из памяти в 50 раз и смотрим количество ступенек.



Итого 7 ступенек. Шум в 3 младших разрядах 12 бит АЦП.

Вывод, при положении реле аттенюатора с меньшей чувствительностью 1В/дел, шум АЦП в два раза сильнее, чем в положении 0.5В/дел.

Что может быть? неправильно распаяны реле аттенюатора прибора?

[ViKo]

Когда ставите 1 В/дел, сигнал делится аттенюатором и затем усиливается с максимальным усилением. Аналогично усиливается на 1 мВ/дел (или сколько там есть), самом чувствительном к-те.
Когда ставите 0,5 В/дел, сигнал аттенюатором не делится, а усиление минимальное.

[Слесарь]

Понятно. Значит шумят ОУ? А зачем для 12 АЦП сделали ОУ? при опорном напряжении порядка 2В, глубина 12бит вроде должна достигать максимальной чувствительности прибора 2 мВ.

[ViKo]

Полевики стоят, потом уже усилитель с переменным к-м усиления. Входное сопротивление 1 МОм нужно же обеспечить.
Или сразу ОУ с полевиками, потом VGA.

[dxp]

Добавлю. В чем смысл разрешающей способности 12 разрядов, если погрешность 3%, в лучшем случае 1%?

Вы фантазируете или откуда эти 3%? Да, честных 12 разрядов нигде нет и быть не может. И в широкой полосе да с частотой семплирования в десятки ГГц тяжело получить даже близко к 12, у WavePro (LeCroy) заявлено всего 9.5 ENOB, но и у 8-разрядных там тоже далеко не 8, там <6. Т.ч. разница очень приличная. Посчитайте количество честных квантов в обоих случаях. Детальность снятия сигнала весьма разная получается.

[Слесарь]

у WavePro (LeCroy) заявлено всего 9.5 ENOB

Что ж это получается, если OWON реально шумит при удачном положении регулятора усиления на 3 разряда, а при неудачном на 4 разряда, при 12бит АЦП среднее количество эффективных разрядов 8.5, это до 12% хуже чем заявлено Лекрой?

[ViKo]

Вы фантазируете или откуда эти 3%?

В документации на ваш прибор указана погрешность измерений или погрешность коэффициентов отклонения?

Что ж это получается... это до 12% хуже чем заявлено Лекрой?

Так цены сравните, небось, не на 12% разница.

[ViKo]

Ладно, сам посмотрел в документ, что имею. Для WaveRunner LT читаю:

AUTOMATIC CALIBRATION
Waverunner automatic calibration ensures an overall vertical accuracy of typically 1
% of full scale. Vertical gain and offset calibration, and horizontal (time) resolution
take place each time you change the volts per division setting. Periodic and
temperature-dependent auto-calibration ensures long-term stability at the current
setting.

1%. Но это 8-битовый осциллограф. Посмотрю на 12-битовый, если найду.

Rms Noise
Test limits
1 % of full scale or 0.4 mV rms at 5 mV/div.

DC Accuracy
Specification & Test limits
±(0.015 x | Vm + Voffset | + 0.015 x | Voffset| + 0.01 x FS + 1mV)
Vm [volts] = voltage reading [volts]
FS [volts] = 8[div] x sensitivity [volt/div]
Voffset [volts] = setting offset voltage [volts]

А вот и характеристики для 12-битового LeCroy HDO8058AR, дано на сайте.

Погрешность установки коэффициента усиления ± 0,5 % от полной шкалы

То есть, разрешающую способность имеем высокую, точность же соответствует 8 разрядам. И так у всех.

Что же касается прибора Owon из темы, то для невнимательных повторю:

DC Accuracy average≥16：±(3% reading + 0.05 div) for △V

хотя, усреднение на точность влиять не должно

[V_N]

Прошу прощения если не по теме. Вопрос Слесарю XDS2102A может работать от аккумулятора ?

[wim]

усреднение на точность влиять не должно

Если погрешность случайная, то должно. Это как параллельное соединение резисторов 5%, взятых из одной упаковки.

[Stanislav]

Здравствуйте!
Меня сильно раздражает собственный внутренний шум осциллографа, не могу в полной мере использовать 12бит разрешение. Шумит приблизительно в 3 младших разрядах при 12бит разрешении и реже в 1 младший разряд при 8бит разрешении.
Как понизить это явление? ко входам ничего не подключено.

Чтоб оценить внутренний шум осциллографа, нужно переключить его в режим 50 Ом входа, отключить щупы, и ещё желательно надеть прямо на входной разъём закоротку.
Потом, шумы зависят от полосы входного усилителя. Включив её аппаратное ограничение, увидите заметное снижение шумов при работе с подключенными щупами.

Так же, почему шум производит смещение луча от нулевой линии? Почему шумит не по центру нулевой линии?

До известной степени, устраняется калибровкой.
"Just read the instructions" ©

-----------------------------------------------------------------------------------------

Использовать скопы с 12-разрядным АЦП. Там тоже есть этот шум, но он в разы меньше. И да, это уже не китай.

Приветствую.
Это не совсем так.
Китай сейчас как раз делает недорогие скопы "профессионального" качества.
То, о чём мы говорили несколько лет назад.
Например, у меня сейчас в постоянном пользовании - XDS3202A от Owon, со всеми опциями.
Там стоит чип от Hittite (теперь AD), который даёт 14-битный режим при частоте дискретизации до 100 МГц на канал,
12 бит при частоте дискретизации до 500 МГц,
8 бит при частоте до 1 ГГц.
Плюс к тому - аккумуляторное питание, встроенный мультиметр и двухканальный DDS генератор.
Прибор действительно хорош, если не брать во внимание некоторые недоработки ПО. А теперь появились и четырёхканальные, с похожими параметрами.


-----------------------------------------------------------
Шумы могу заснять, если кому интересно.
----------------------------------------------------------------------

А у меня разве не такой АЦП? HMCAD1520 High Speed Multi-Mode 8/12/14-Bit

XDS2102 не имеет 14 бит режима.
По моему опыту, 12-бит осциллограф от Owon даёт в разы бОльшие шумы и погрешности, чем 14-битный вариант, особенно на некоторых поддиапазонах аттенюатора (напр., 1 вольт/деление).
Но и тот, и другой, гораздо лучше 8-разрядных там, где нужно видеть "тонкости" сигнала, вместо шумовой полосы на экране.

Расскажите нам а как в полной мере вы сможете использовать 12 бит, если они тупо не помещаются на вашем экране?

Очень легко.
Растяжка захваченной осциллограммы по вертикали позволяет выявить нюансы сигнала.
Кроме того, 8 бит реально мало для того, чтоб комфортно наблюдать аналоговый сигнал даже на экране 800х600.

Шумели, шумят и шуметь будут. Не дурите голову.
Это ваш первый цифровой осциллограф?
А аналоговые, по вашему, не шумят?

Всё верно.
Шумы АЦП как-то ещё можно оценить только на нижне-средних пределах шкалы (100-1000 мВ/дел, в зависимости от модели). В остальных случаях, шумы и погрешности ЦЗО гарантированно определяются входными усилителями и аттенюаторами.
В аналоговых осциллографах нисколько не лучше, а чаще всего, хуже.
Полоса-то широкая, вот оно и того...

[Stanislav]

А Вы осциллограммы в самом первом посте смотрели? 50мВ/дел. * 4 дел. - это норма?

Там растянуто.
АЦП неуиноватый.

Мудрость индейцев Дакоты[/url] гласит: "Если ты замечаешь, что скачешь на дохлой лошади, слезь с нее".

Есть ещё одна "мудрость", от Вашего покорного слуги: "Если замечаешь, что скачешь на дохлой лошади, проверь правильность своей посадки".

Это должно означать, что лошадь не настолько дохлая, как кажется?

Именно.
См. выше.

...На самом деле, цифровые осциллографы не показывают то, что непосредственно намерял АЦП. Из потока данных, например, вычищаются случайные выбросы, которые возникают у АЦП последовательного приближения из-за воздействия помех.

Подобного бреда я не читал на электрониксе никогда.

...То, что показано на осциллограммах, очень похоже на глюк в программе обработки данных. А чему тут, собс-но, удивляться - мы-то сами программы без ошибок что ли пишем?

Вы-то - понятно.
Лучше на сию тему больше не пЕшите.

[Слесарь]

Прошу прощения если не по теме. Вопрос Слесарю XDS2102A может работать от аккумулятора ?

Да. Но батарея 13А/ч внутрь прибора приобретается отдельно.

До известной степени, устраняется калибровкой.
"Just read the instructions" ©

Если не трудно, ткните пальцем в инструкцию?
кнопка self-calibration не помогает

Шумы могу заснять, если кому интересно.

XDS2102 не имеет 14 бит режима.
По моему опыту, 12-бит осциллограф от Owon даёт в разы бОльшие шумы и погрешности,

Покажите шумы?
Интересно будет увидеть в разы меньшие шумы XDS3102А. Если учесть что XDS2102А показывает шумы всего на 12% большие, чем у на порядок более дорогого Лекрой.

[wim]

АЦП неуиноватый.

Для малограмотных (не умеющих писать по-русски) объясняю еще раз: 200 мВ - это 200 мВ хоть оно растятнуто, хоть не растянуто.

[Leka]

Вывод, при положении реле аттенюатора с меньшей чувствительностью 1В/дел, шум АЦП в два раза сильнее, чем в положении 0.5В/дел.
Что может быть?

Возможно, сэкономили на релюшках, и масштаб меняется не только входным аттенюатором, но и изменением опоры - в чипах АЦП обычно есть такая возможность.
В hmcad1520 опору можно уменьшить в 2,5 раза (если правильно понял даташит), как раз подходит к шкале 1-2-5.


Осциллографы- давно уже лохотрон по принудительной продаже предустановленного софта (как смартфоны и тп).
Хочется нормальных _технических_ характеристик - есть только 2 варианта: 1)многократно переплатить, 2)сделать самому.

[Stanislav]

Для малограмотных (не умеющих писать по-русски) объясняю еще раз: 200 мВ - это 200 мВ хоть оно растятнуто, хоть не растянуто.

Ну, тогда и мне, для не умеющих читать по-русски, придется пояснить: 200мв - это не всегда 200мв.
Здесь как раз тот случай.

[ViKo]

В hmcad1520 опору можно уменьшить в 2,5 раза (если правильно понял даташит)

Это где ж такое написано? Там вся опора внутри и не меняется.

Ну, тогда и мне, для не умеющих читать по-русски, придется пояснить: 200мв - это не всегда 200мв.

Да, скорее всего, минимальный скачок в один экранный пиксель растянули. А скачок этот может получиться даже из малого шума, если на границе разрядов сигнал шумит.
Например, сигнал стоит ровно посередине шкалы АЦП. И старший разряд из-за мелкого шума скачет туда-обратно. Но это не значит, что прибор шумит на полшкалы АЦП.