ADC 位的作用

示波器的横轴表示时间基准（秒/格或 s/p），而纵轴表示电压（伏/格或 V/p）。垂直精度是指示波器显示信号电压的准确程度，这对于视觉呈现和测量至关重要。示波器屏幕上的电压读数越接近实际信号电压，垂直精度就越高。

为了获得读数，工程师需要具有 ADC 位数和本底噪声的示波器。更高的 ADC 位数提供更高的垂直分辨率，从而实现更的信号可视化，而较低的本底噪声可限度地减少示波器对信号的影响。这种组合确保示波器提供准确的信号表示，限度地减少可能影响测量的任何失真或噪声。

更详细地讲，带有 8 位 ADC 的示波器可以将模拟输入编码为 256 个独特的转换级别 (2 8 = 256)。每增加一位，转换级别数就会翻倍。因此，9 位提供 512 个级别 (2 9 = 512)，10 位提供 1,024 个级别 (2 10 = 1,024)，依此类推。

配备 14 位 ADC 的示波器可以将模拟输入编码为 16,384 个级别 (2 14 = 16,384)，这是普通 12 位 ADC 示波器的分辨率的 4 倍，是 8 位 ADC 分辨率的 64 倍。这种更高的分辨率使示波器能够捕获信号的更精细细节，从而提供更准确的表示。

现在考虑一下这如何应用于垂直设置为每格 100 mV 且有 8 个垂直分区的示波器。示波器的全屏等于 800 mV（100 mV/p * 8 分区）。使用 8 位 ADC，全屏（800 mV）被分为 256 个级别，因此分辨率为每级 3.125 mV。相比之下，14 位 ADC 将相同的 800 mV 分为 16,384 个级别，实现每级 48.8 ?V 的分辨率。分辨率的显著提高使工程师能够检测和测量信号中更小的变化，如图1所示。

虽然高 ADC 位数对于垂直精度至关重要，但这并不是因素。示波器的本底噪声也起着关键作用。这是指示波器本身产生的固有噪声，它会干扰被测信号，导致读数不准确。

所有电子设备（包括示波器）都会产生一定程度的噪声。然而，我们的目标是尽可能地减少噪声。较低的本底噪声意味着示波器对信号的影响较小，从而实现更准确的测量。此外，您将无法看到小于示波器噪声的信号细节。这在测量非常小的电压时尤其重要，因为即使是少量的噪声也会严重扭曲读数。

例如，图 2显示示波器正在测量 53 mV 信号。在 2 mV/p 时，此示波器的本底噪声小于 50 mV RMS。使用此示波器，您可以捕获非常小的 53 mV 信号，因为本底噪声足够低。此信号会丢失在其他通用示波器的本底噪声中，这些示波器的本底噪声往往会超过 100 mV RMS。

结合高 ADC 位数和低本底噪声

高 ADC 位数和低本底噪声相结合可实现的垂直精度。这确保示波器能够准确地表示信号，使工程师能够进行测量并避免代价高昂的错误。

例如，如果示波器配备 14 位 ADC，噪声基底低于 50 ?V RMS（2 mV/p），带宽为 1 GHz（50 Ω 输入），则该示波器将提供出色的垂直精度，使工程师能够检测到信号中哪怕微小的变化。这种差异会影响工程师洞察、理解、调试和描述设计的能力。此外，示波器结果不准确可能会增加开发周期、生产质量以及所选组件的风险。工程师需要能够依赖能够为他们提供洞察力和准确性的工具和技术。