你所不知道的事——底噪關乎生產(chǎn)力！

　　很多朋友都有購買耳機的經(jīng)驗，當我們穿梭在琳瑯滿目的電子市場中，各種造型和價位的耳機讓我們無所適從，有的耳機要價千元以上，而有的卻只賣幾元錢，差價令人咋舌。為何同樣是耳機，售價卻如此懸殊呢?除了品牌含金量之外，決定性的因素當然是產(chǎn)品的質(zhì)量。一般的用戶對于耳機質(zhì)量最直觀的感覺，就是音質(zhì)清晰程度。好的耳機給用戶帶來美妙的音符，差的耳機聲音干澀沙啞，或伴隨刺耳的電流聲。

　　從電子專業(yè)的角度分析，差的耳機被解讀為信噪比太低。信噪比(SNR，signal-to-noise ratio)是音箱回放的正常聲音信號與無信號時噪聲信號(功率)的比值。某款耳機的信噪比為80dB，即輸出信號功率是噪音功率的10^8倍，輸出信號標準差則是噪音標準差的10^4倍。耳機信噪比數(shù)值越高，噪音越小，產(chǎn)品競爭力越強，售價自然也就越高。

　　不僅耳機存在信噪比的問題，電子測試設備同樣很關注信噪比，就如示波器，其本底噪聲(簡稱底噪)就是一個非常關鍵的參數(shù)。作為標準測試設備，如果示波器自身的底噪比較大，那么就很難衡量出被測信號的真實情況。我們都理解科學技術是第一生產(chǎn)力，那么底噪作為示波器技術的重要參數(shù)，其好壞當然也是關乎示波器的生產(chǎn)力了!

　　當今的電子通訊行業(yè)，芯片運行速率越來越高、功耗越來越低。高速IC的供電通常為1.3V、1.5V等很小的數(shù)量級，電源紋波/噪聲通常要求是小于+/-5%，有的甚至要求+/-2%;很多高速信號幅度僅有幾百毫伏，這些都對示波器提出了很高的要求。SIGLENT(鼎陽科技)攜手世界三大示波器品牌之一美國力科(Lecroy)聯(lián)合研發(fā)的SDS3000系列智能示波器，不僅具有高達1GHz帶寬、4GSa/s采樣率，觸摸屏、鼠標和鍵盤操作等優(yōu)點，且以其超低的底噪，在電源紋波和小信號測試方面占有得天獨厚的優(yōu)勢。

圖一 SDS3000 WinCE智能平臺示波器

　　示波器的本底噪聲，與儀器使用的器件、硬件設計、信號處理等各方面都有關系。此外，我們?nèi)y試對比儀器噪聲的時候，還要注意影響噪音測試結(jié)果的因素很多，比如帶寬、采樣率、通道垂直分辨率、水平時基和通道耦合方式等?？傮w來說，業(yè)界對此的共識如下：

　　 帶寬越高，噪聲越大，因為帶寬越高采集到的信號諧波分量越豐富。

　　采樣率越大，噪聲越大，因為采樣越精細，所看到的信號細節(jié)越多。

　　 通道垂直分辨率越高，噪聲越大，即垂直格度越細，噪聲顯示越大。

　　 水平時基分辨率越低，噪聲越大，即時基格度越粗，噪聲顯示越大。

　　對地耦合方式下噪音最小，因為外界信號和電磁環(huán)境干擾被隔離;如果要比較真實的儀器噪音，建議DC耦合，此時全帶寬開啟，所有示波器處于真實的測試環(huán)境中。

　　以下是SIGLENT SDS3054示波器的底噪測試圖：測試條件為500M帶寬、1mV/div垂直分辨率、500ns/div時基、4GSa/s采樣率，對示波器底噪峰峰值(Pk-Pk)進行大樣本數(shù)的測量統(tǒng)計分析，最終得到的平均底噪僅為490uV。

圖二 SIGLENT SDS3054底噪值僅為490uV

　　下面我們再來對比業(yè)界幾款較常見同級別示波器的底噪測試結(jié)果，分別是T公司的MDO3014、A公司的DSOX3014A和R公司的DS4014。由于各款儀器的帶寬、采樣率等指標都略有不同，我們這里的比較盡量選擇相近的設置條件，但對SIGLENT SDS3054我們采用的測試條件是最嚴苛的。

　　首先是全球示波器市場份額第一的T公司經(jīng)典產(chǎn)品MDO3014:測試條件為100M帶寬、1mV/div垂直分辨率、400ns/div時基、2.5GSa/s采樣率(該產(chǎn)品所能達到的最大采樣率)。其測試結(jié)果為底噪統(tǒng)計平均值813uV。

圖三 T公司MDO3014底噪值813uV

　　我們再來看儀器龍頭廠家A公司的DSOX3014A，測試條件為100M帶寬、1mV/div垂直分辨率、500ns/div時基、4GSa/s采樣率。其測試結(jié)果為底噪統(tǒng)計平均值1200uV。

　　
圖四 A公司 DSOX3014A底噪值1200uV

　　綜合以上測試結(jié)果，我們很容易看到SIGLENT SDS3000在最嚴苛設置條件下，仍然能做到業(yè)界同級別示波器中最小的底噪值490uV，遠遠低于其他同行的幾個同級別產(chǎn)品。SIGLENTSDS3000能取得如此輝煌的底噪對比戰(zhàn)績，與其使用的低噪聲前端放大器和采樣芯片有很大的關系。眾所周知，SIGLENT是全球三大示波器品牌之一美國力科公司(LeCroy)的全球戰(zhàn)略合作伙伴，LeCroy公司從2007年開始就與SIGELNT開始密切合作。SDS3000是SIGLENT和LeCroy聯(lián)合研發(fā)三年而推出的重磅產(chǎn)品，雙方在技術和專利方面都有很大的投入，其中包括SIGLENT的第二代SPO超級熒光示波器專利技術(25萬幀/秒波形捕獲率)， LeCroy的低噪聲前端放大器和X-Stream智能操作平臺等， LeCroy同時將該款前端放大器裝配在其全球熱銷的12位ADC高分辨率示波器HDO4000上。此外，SDS3000采用全球芯片巨頭TI提供的4GSa/s采樣芯片，其特點是單個芯片實現(xiàn)4GSa/s，而非某些廠家采用的將兩個通道的獨立2GSa/s芯片在芯片外部進行疊加實現(xiàn)4GSa/s，SDS3000的單芯片4GSa/s是采樣點精確可靠的重要保障。

　　SIGLENTSDS3000示波器簡潔的智能操作體驗、超低的垂直噪底給用戶帶來深刻的印象。國際一流供應商的品質(zhì)保證，加上中國廠家的一貫成本優(yōu)勢，相信會掀起示波器領域的新一輪換機高潮。我們也相信深圳鼎陽科技會在不久的將來推出更多質(zhì)量穩(wěn)定可靠，并具備價格競爭力的經(jīng)典產(chǎn)品。