Instrumentación: ruido de medición

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Tengo un Tektronix DPO2014 y estoy tratando de tener una idea de lo que puedo esperar en términos de precisión y rendimiento de precisión en un voltaje limpio y estable. Me gustaría poder medir con precisión y precisión los voltajes en el rango de 0 a 20 mV con una precisión de 1 mV, solo para usar algunos números concretos.

Así que conecté cinco baterías AA nuevas, conecté el clip GND de la sonda del canal 1 a la tierra de la batería y conecté el clip de sombrero de la bruja del canal 1 al terminal positivo de la batería. Configuré el alcance para mostrar los valores medidos de Mín., Máx. Y Media, y lo que me dice es: Mín. = 7.96 V, Máx. = 8.2 V Media = 8.09 V - 8.11 V (observándolo a lo largo del tiempo).

Supuse que una batería sería una fuente de CC muy limpia y muy resistente (al ruido). Entonces, ¿cómo puedo averiguar de qué viene este ruido aparente de + 100 mV / -140 mV en mi medición? Incluso si enciendo el Promedio (8 muestras) en el menú Adquirir, veo un intervalo de 8.072V - 8.124V para el intervalo mínimo / máximo, y la media se convierte en 8.109V a 8.112V (es decir, más como 25-30mV de desviación de la media).

Si cambio el canal 1 al modo acoplado de CA y utilizo un promedio de 64 muestras en Adquirir, veo valores mínimos / máximos de aproximadamente -1.8mV a + 7.2mV. ¿Alguien puede pensar en lo que, en todo caso, podría estar haciendo mal? ¿O es que el rendimiento de mi osciloscopio no es capaz de medir con precisión y precisión las señales en el rango inferior a 10 mV?

    
pregunta vicatcu

2 respuestas

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Pruebe la configuración de la sonda x1 y el límite de BW de 20MHz y el AC acoplado, y debería ver una mejora.

Recuerde, un osciloscopio tendrá una frecuencia de muestreo muy alta (1GS / s) pero con una resolución de voltaje bastante aproximada; en el caso de su alcance, solo 8 bits de resolución vertical (1 parte en 256).

Si desea ver señales de precisión de movimiento lento, necesita algo más optimizado para esa aplicación, como un sistema de adquisición de datos o un voltímetro.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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El único 8bit del alcance (la mayoría de ellos lo es), a 8V, significa que su LSB es 8/256 o ~ 30mV, por lo que el ruido de 20-30mV que está viendo es perfectamente normal. El ruido está más relacionado con su rango de escala completo más que cualquier otra cosa, como regla general para un alcance de 8 bits, suponga 1LSB de ruido que funciona a un rango de escala completo / 256. P.ej. con un FSR de 100 V espere un ruido de ~ 0.4 V, a 5 V FSR espere un ruido de 20 mV y a 200 mV el FSR espere un ruido de 1 mV (a niveles tan bajos de escala completa, el ruido de otros lugares comienza a tener un efecto notable)

Ahora, cuando activa el promedio, toma varias muestras y las promedia juntas, porque la mayoría del ruido no es aditivo, promediando varias muestras suaviza el ruido y es una buena manera de obtener un par de bits adicionales o resolución a expensas de la frecuencia de muestreo aparente (creo que los cálculos matemáticos fueron 4x de muestreo excesivo por bit o algo).

No tiene mucho que ver con la conexión de su alcance, casi todos los ADC que existen como fluctuaciones (que empeoran a tasas de muestreo más altas), por lo que el ruido del orden de 1 LSB no es raro. Ahora, por otra parte, su casualidad tendrá una frecuencia de muestreo realmente muy baja (o un promedio de ambos o ambos), por lo que proporciona lecturas de voltaje más estables, pero la gente realmente no usa los alcances como voltímetros. Los alcances son para mirar formas, voltímetros para mirar números.

(N.B. el pequeño bucle formado por el cable de tierra actúa como un bucle de antena de AM, por lo que también detectará algo de ruido de radio)

    
respondido por el Sam

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