示波器小信号测量

R&S公司采用自己研发的优异性能垂直增益放大器，保证示波器在达到最小1mV/div的灵敏度（非显示放大）同时也能保证示波器在全带宽情况下工作。如图6所示，该示波器为R&S RTO1044示波器，带宽为4GHz。可以看出，在1mV/div灵敏度是，4GHz示波器带宽不受任何限制。那么R&S示波器到底能测多小的信号呢，我们做了如图7所示实验，可以看出在信号Amplitude值小至约40μV时，R&S示波器同样能够轻松测量。那能不能测更小的信号呢，感兴趣的读者可以继续尝试：）

图6 全带宽下1mV/div

2.2 本底噪声

提到测量精度，很多读者可能想到的就是ADC量化位数，量化位数越高，精度也就越高。的确，ADC位数越高，量化误差也就越小。但测量精度是受多方面影响的，比如本底噪声就是其中很重要的一个因素，特别是对于小信号测量。举个例子：如果示波器本底噪声过大，淹没了小信号，那此时即使用再高位数ADC的示波器，量化误差再小也是测量不到信号的，因为在输入ADC之前的模拟前端，信号就已经“消失”在本底噪声之中了。所以，对于信号的测量精度，需要综合各方面的因素来看。

本底噪声主要受示波器模拟前端设计影响。优秀的模拟前端设计可以将示波器本底噪声降至最低。

图8 R&S RTO示波器模拟前端设计

R&S公司的示波器模拟前端均由具有多年工作经验的德国射频专家设计，因此能很好的将本底噪声降至最低。图8为R&S RTO示波器带电磁屏蔽的模拟前端电路。为了验证R&S示波器本底噪声性能，我们与某厂家的12位示波器分别在时域和频域做了比较。

时域方面，两台相同带宽示波器均在最小量程下进行底噪比较。R&S RTO1004示波器垂直为10格刻度，底噪值为80μV。某厂家12位示波器垂直为8格刻度，底噪值为114.46μV，如果换算成10格刻度来比较，那么底噪应为114.46μV × 1.25 = 143μV。由此可见，RTO底噪更胜一筹。

图9 RTO 600M 本底噪声80μV

图10 RTO测试-110dBm信号

作者简介：

周永舜先生于2010年毕业于电子科技大学电子工程学院，信号与信息处理专业，获工学硕士学位。毕业后供职于华为技术有限公司，先后从事微波中频芯片算法研发与微波产品海外行销工作。于2012年加入罗德与施瓦茨公司。现任罗德与施瓦茨公司成都示波器业务发展工程师，主要负责西南地区示波器产品市场推广工作。