示波器是电子工程师必备的测量仪器之一,它用于显示电信号的波形和电压值。示波器分辨率是指示波器在模拟信号经过模数转换器转换成数字信号后,数字信号的最小量化电平。通俗地说是可以在示波器屏幕上看到的最小小格子表示的电压值。
示波器分辨率的大小,通常是以位(bit)来表示的。例如,8位的示波器分辨率为2的8次方(即256)个数字化电平,而10位的示波器分辨率则是2的10次方(即1024)个数字化电平。分辨率越高,就可以显示更小的电压变化。
示波器的分辨率越高,在相同的测量幅值范围内,就可以显示更小的电压变化,因而可以提高测量的精确度。例如,对于一个分辨率为8位的示波器而言,每个数字化电平表示的电压变化为5V/256≈0.02V。而一个分辨率为10位的示波器,则可以将电压变化分成1024个级别,对于每一个数字化电平而言,表示的电压变化为5V/1024≈0.005V,因而能够更准确地表示电压变化的值。
此外,示波器的分辨率还会对示波器的带宽有所影响。通常来说,分辨率越高,示波器的带宽就越窄。这是因为示波器在处理数字信号时,需要进行采样和量化,采样过高会造成数据处理的负担,从而影响到示波器的带宽。因此,在实际使用示波器时,需要根据具体的需求,选择适当的分辨率和带宽。
提高示波器的分辨率的方法有两种:提高模拟量输入范围和提高ADC分辨率。
提高模拟量输入范围即增加输入电压的信号幅值。这样可以保证输入电压变化较小时,模数转换器仍能够对其进行精确的量化处理。不过,如果输入电压超出模数转换器的输入范围,就会导致量程溢出的问题,从而影响测量结果。
提高ADC分辨率则是通过提高模数转换器的精度,减小量化误差。例如,通过使用更高精度的ADC(例如16位、18位等),就可以获得更高的分辨率。不过,高精度的ADC也会对示波器的价格和性能造成影响。
示波器分辨率是指数字化电平的最小数量,分辨率越高代表着测量的精度越高。在实际使用示波器时,需要结合具体的需求,选择适当的分辨率和带宽。要提高示波器分辨率,可以通过提高模拟量输入幅值和模数转换器的精度两种方式实现。