噪聲的測量方法

隨著近幾年電路集成規模和信號頻率的日益提高以及對低功耗的追求，導致信號環境日趨復雜，相對應測量小信號的精度要求不斷提高，測量儀器的噪聲大小成為重要的參數指標。而噪聲是幅值很低的信號，觀測需要有效的方法，本期介紹噪聲的測量方法。

常見觀測噪聲的設備為示波器，而示波器在正確操作使用下測量精度為3％，且本身存在底噪。搭配不同的探頭使用，觀測到的噪聲波形與數值截然不同，使用X10探頭觀測信號，會將示波器前端噪聲X10混入信號。而X1探頭/同軸線纜能以1：1的衰減比傳輸信號到示波器，也不需要再放大，避免了前端噪聲的影響。

此外，若示波器最小垂直刻度1mV/div，使用X1探頭/同軸線纜，依然能保持最小垂直刻度1mV/div。而使用X10探頭，示波器最小垂直刻度10mV/div，且針對低于10mV內的噪聲，無法有效得到準確的波形與數據。因此選用X1探頭/同軸線纜觀測噪聲是最佳的示波器搭檔。

例：測試高壓放大器HA-820A輸出噪聲

1

測量設備的選擇：

無源探頭X1擋位/同軸線纜

2

示波器設置：

高壓放大器HA-820A帶寬400kHz＜20MHz，設置帶寬限制20MHz，屏蔽不必要的高頻噪聲，避免影響測試結果。使用同軸線、X10無源探頭對比測試效果。

3

調節合適的垂直刻度：

使觀測信號波形大小占據示波器屏幕80％。

4

探頭接地線盡量短

這樣會減少接地線耦合其它干擾和噪聲。根據被測信號的需求，若需高度準確的波形，在方便操作的情況下，可搭配接地彈簧。若不方便的操作接地彈簧，可將并列接地線纏繞探頭，盡可能減少地線與其他干擾的耦合空間，一定程度上提高測試有效性。

效果對比圖如下

測試HA-820A monitor輸出噪聲

使用同軸線纜 噪聲Vpp：4.640mV@1mV/div

使用X10探頭測試 噪聲Vpp：50.4mV@10mV/div

兩者的測試結果對比，X10探頭比同軸線纜測試結果偏大0.4mV,0.4mV相當于示波器前端噪聲放大10倍介入其中?？梢娫谛枰龇浅＞珳实臏y量的時候，應選擇同軸線纜來測量，盡量減小測量誤差。

以上是噪聲的測試方法。本文主要使用HA-820A高壓放大器，MDO704示波器、BP-250同軸線。