Quanto "rumore" di fondo è normale su un oscilloscopio


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A seguito di questa domanda , ho acquistato un oscilloscopio USB DSO-2090 .

Quando lo accendo, vedo molte piccole fluttuazioni nella forma d'onda, che siano collegate a nulla, a una fonte di batteria, stessa (piccolo generatore di forme d'onda sul retro) o accorciando la clip di massa.

Rumore dell'oscilloscopio

( Vedi la versione grande )

Nello screenshot sopra, il CH1 è collegato a un mio piccolo circuito alimentato a batteria. CH2 non ha affatto collegato la sonda.

Ne ho parlato con un collega e mi è stato detto che avrei dovuto vedere una linea piatta, quindi sono preoccupato di aver acquistato un'unità difettosa.

La mia domanda è se un rumore di fondo come questo è normale in un oscilloscopio?

Modifica 1

Aggiunto esempio di forma d'onda 1kHz come da commento:

1kHz

( Vedi la versione grande )


Che aspetto ha la traccia quando è collegata al generatore di forme d'onda? Supponendo che sia un'onda quadra di 1 KHz, dovresti vedere una forma d'onda molto pulita. Altrimenti, qualcosa non va. Inoltre, CH1 e CH2 dovrebbero mostrare entrambi la stessa cosa.
Tcrosley,

Vedo una forma d'onda da 1 KHz con il rumore (aggiunta sopra).
Mr. Hedgehog,

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La seconda traccia sembra normale per un ambito con una risoluzione di 8 bit. Come Kortuk ha menzionato nella sua risposta, la traccia può normalmente oscillare avanti e indietro di 1 passo dell'ADC anche su un segnale stabile. Ci sono 256 passaggi per un ADC a 8 bit, quindi questo è ciò che sta facendo sì che la linea non sia perfettamente diritta ma abbia piccoli dossi. Questo è normale per qualsiasi DSO. Quelli più costosi hanno ADC con più bit (9, 10, 14 e 16 sono più comuni oltre a 8), quindi l'effetto non è così evidente. Finché CH1 mostra essenzialmente la stessa cosa, sembra funzionare bene.
Tcrosley,

Risposte:


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Come indicatore che la seconda acquisizione che hai visualizzato sembra normale, eccone una che ho appena fatto di un'onda quadra da 1 KHz, dal mio strumento combinato ELAB-080 (DSO a doppio canale, analizzatore logico a 16 canali, generatore di forme d'onda arbitrarie (AWG) e alimentatore a doppio canale) che ha anche una risoluzione verticale a 8 bit nella sua sezione DSO. (Nota: a $ 495, ELAB-080 ha superato il budget nell'altra domanda in cui ho raccomandato il DSO-2090).

Puoi vedere il rumore nella parte superiore e inferiore di ogni onda quadrata, che sembra quasi identico alla tua traccia.

testo alternativo


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+1 da me. Fornisce un ottimo riferimento se gli altri vedono la stessa cosa. Ho provato ad aggiungere altro su come ridurre il rumore, ma c'è sempre la possibilità che sia solo il rumore del sistema.
Kortuk,

Grazie per il riferimento. Un'altra cosa che ho notato è che il DSO-2090 può solo entrare in modalità "rolling" a 1s / div, il che non è molto utile quando si osservano oscillazioni veloci (poiché la risoluzione non è disponibile). È probabile che questo diventi un problema nel futuro? (Posso ancora restituirlo)
Mr. Hedgehog,

@Nat, non so cosa vuoi dire con "modalità rolling".
Tcrosley,

Dovrai davvero vedere a cosa ti serve. È difficile dire in un modo o nell'altro.
Kortuk,

2
Non penso che sia una caratteristica molto comune, ho cercato DSO + "modalità rolling" su Google e ho scoperto che è principalmente per guardare le modifiche ai segnali a movimento lento (ad es. Vedi "modalità roll" in www.crupower. fi / DSO.pdf) - quindi non è inteso per segnali veloci.
Tcrosley,

9

Ho uno di questi ambiti (un DSO-2250, quindi un modello leggermente più veloce).

Posso confermare che c'è circa ~ 1-2 bit di rumore in tutte le impostazioni di ingresso.

Fondamentalmente, questi ambiti sono inutili per tutto tranne che per il lavoro digitale, che è quello per cui l'ho comprato comunque.

Uno dei pochi usi che ho trovato per la cosa è usarlo con un laptop, il che ti dà un semplice autonomia della batteria, che può essere utile quando hai problemi di ground-loop.


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+1 nota interessante. Sono così abituato a lavorare nelle grandi stazioni che dimentico che potresti usare un laptop e trascurare il problema in una certa misura.
Kortuk,

8

Dovrei toccare l'oscope per confermare qualcosa.

Questa quantità di rumore è comune. Esistono molte fonti di rumore, ma con un'intensità del rumore così piccola, probabilmente non è un problema.

Vorrei elencare un paio di cose.

Fonti di rumore

Il loop della clip da terra crea un'induttanza con tutto ciò che si trova sulla tua scheda. qualsiasi segnale elettrico nelle vicinanze può indurre un'onda sul circuito di terra. Questo circuito di terra funge anche da filtro passa-basso, sebbene la frequenza che interrompe sia normalmente nell'intervallo MHz alto, normalmente nessun problema per un ambito da 40 Mhz. Ho tracciato una linea rossa attorno a ciò a cui mi riferisco nell'immagine seguente. immagine della sonda oscope con linea rossa attorno alla clip di terra.  In questa immagine è presente una clip da terra da 6 pollici

Il fatto che tu abbia un riferimento di terra in un circuito e un altro riferimento di terra nell'altro circuito più la tua linea di terra che li collega può creare anelli di terra (da non confondere con il problema della clip di terra che ho menzionato sopra, devi amare la terminologia simile) . Questo può effettivamente creare un bel problema, e non è nemmeno divertente da risolvere. Un metodo consiste nell'avvolgere la sonda quasi sull'estremità estrema con un foglio di alluminio e metterla a terra sull'o -ope. Ciò protegge la connessione di terra interna e riduce notevolmente i problemi del circuito di terra. Sembra anche fantastico (per niente).

Test per problemi

  1. Per vedere se è solo un rimbalzo di 1 bit, prova a cambiare la tua risoluzione e guarda se il rumore cambia nella quantità che sta saltando.

  2. Per verificare se il loop di massa è il tuo problema, prova a utilizzare una lama affilata e toccando tra il suolo in corrispondenza della punta della sonda e il terreno sulla tavola. Questo dà più di un ordine di grandezza nell'induttanza.

  3. Per verificare la presenza di anelli di massa, è possibile avvolgere la sonda in un foglio. Non divertirti troppo.

  4. Se il rumore scompare semplicemente dalla connessione al generatore di forme d'onda sull'oscilloscopio, probabilmente il circuito è la causa.

Come nota a margine, ho chiaramente escluso le fonti di rumore che provengono dal circuito stesso. Non c'è abbastanza tempo al giorno per coprire tutto ciò in un post che qualcuno leggerà.
Kortuk,

5

Non ho un PC, ma un vero oscilloscopio da banco.

Durante il funzionamento normale vedo un rumore di circa 500 µV su tutte le impostazioni circa 5 mV / div e un rumore di circa 1 mV sull'impostazione 5 mV / div. Il rumore è uniforme su tutti i canali.

Finora questo rumore non è significativo per nessuno dei miei usi.

Inoltre, non è insolito che l'oscilloscopio legga l'offset di ± 1mV cc in caso di ingresso zero; alcuni ambiti lo hanno calibrato ma si aspettano una leggera deriva nel tempo. Il mio è piuttosto vecchio (prodotto nel '93), quindi ottengo un offset di circa -3mV.


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tyblu,
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