噪声分析及小信号测试（噪音中的信号是什么含义）

示波器在大量开关电源或大功率用电器等复杂环境下进行自环测试，容易出现视频中的噪声问题。

示波器在进行小信号测试时，我们要考虑地线带来的干扰，一般设置要求是：一、带宽限制打开；二、尽可能短的地线，一般使用探头附件里的近地环。这样能尽可能减少天线效应和地环路等外因带来的干扰。

下面介绍鼎阳科技SDS1102X探头自环测试、接地测试及小信号测试，这些测试均在较为纯净的办公室环境进行。为了有更好的参照我们选取TEK MDO3054作为参考。

一、探头自环测试

测试方法

1. 把SDS1102X标配探头PP510，在探头1X衰减系数下探针跟探头地短接。由于MDO3054标配探头是10X探头，因此MDO3054的测试也使用PP510做相同的测试。
2. 示波器均设置为1ms/div,1mv/div,100MSa/s。
3. 分别在探头自环、近地环、带宽限制下测试。下面视频为SDS1102X和MDO3054的测试集合。 图1~图3：分别为SDS1102X的探头自环测试截屏，近地环测试截屏及探头自环下的带宽限制截屏；图4~图6：分别为MDO3054的探头自环测试截屏，近地环测试截屏及探头自环下的带宽限制截屏。结果如下：

探头自环测试总结

在三种测试中，SDS1102X与MDO3054表现的趋势是一样的。带宽限制效果最好，其次是近地环测试，最后才是探头自环。

为什么会有这样的结果呢？

• 因为在自环测试中，探头形成一个闭环，这个闭环可以感应和耦合周围的信号，包括周围的电磁信号以及共模信号。因此探头形成的环越小，引入的噪声越少。测试结果中近地环测试证明了这一点。
• 与探头线的屏蔽效果也有很大的关系。如果探头屏蔽效果不好或有破损，也会引入更多的噪声。因此在平时的使用中应该尽量避免使用鳄鱼夹这样的测试线。
• 与探头的摆放位置也有很大的关系，例如离电源越近的地方，噪声也越大。
• 保证探头接触良好，接触不良对测试结果有非常大的影响。
• 由于噪声中有很多高频成份，因此开启20MHz的带宽限制后，噪声显著减小。
• 自环测试对周围环境很敏感，在不同的环境中可能会有较大的差异。

二、探头接地测试

测试方法

1. 把SDS1102X标配探头PP510接入示波器，在探头1X衰减系数下探针直接接到示波器自身1KHz的信号地。由于MDO3054标配探头是10X探头，因此MDO3054的测试也使用PP510探头做相同测试；
2. 示波器均设置为1ms/div,1mv/div,100MSa/s；
3. 下面视频为SDS1102X和MDO3054 信号地测试集合。图7为SDS1102X信号地测试截屏，图8为MDO3054信号地测试截屏。

探头信号地测试总结

探头接信号地测试，两者的现象一致，都有很多毛刺。

造成这种现象的原因有以下几点：

• 探针直接测信号地，此地与示波器的电源地及整个电源地线网络连接在一起。因此相当于测试了整个地线网线的信号。地线网络是一个非常复杂的信号系统，干扰源非常多。接入的用电器越多信号，干扰信号越多。因此办公室环境要比在有多种用电设备的生产现场特别是大电机的现场效果要好。
• 在测试过程中，探头地如果不移除，等效于天线作用，两样会引入相应噪声。因此在进行此测试时，移除探头地线效果也会好一些。

三、小信号测试

测试方法

使用SDG2122X通过三通同时向SDS1102X和MDO3054输入1KHz、1mV的正弦信号。示波器均设置为1mv/div,1ms/div,100MSa/s，通道阻抗50欧，20MHz带宽限制。结果如下：

测试环境及方法

小信号测试总结

由于MDO3054是500MHz的示波器，500MHz带宽示波器本底噪声理论上要比100MHz的要大一些，排除这一因素后，两者的测试结果类似。