如何巧用示波器濾波功能

生活中，我們經(jīng)常會(huì)遇到各種噪聲，比如嘈雜聲音，又比如收到干擾充滿雪花點(diǎn)的視頻信號(hào)——噪聲產(chǎn)生的干擾會(huì)使我們無(wú)法清晰獲得需要的正確信息。這時(shí)，我們有兩種辦法來(lái)獲取清晰的正確信息：一是放大信息的信號(hào)，使其相對(duì)噪聲信號(hào)的能量值足夠高；二是降低噪聲能量，使其對(duì)主信號(hào)的能量值足夠低。

對(duì)電信號(hào)的測(cè)量，同樣也會(huì)面臨各種各樣噪聲干擾的問(wèn)題。示波器作為電信號(hào)的通用測(cè)量?jī)x器，就是把電信號(hào)轉(zhuǎn)化為可視的、隨時(shí)間變化的幅值曲線。它盡可能地降低各種干擾，讓用戶能夠清晰觀測(cè)到主信號(hào)， 這也是研發(fā)人員對(duì)示波器的基礎(chǔ)需求之一。

示波器的濾波功能 應(yīng)用舉例

1、去除噪聲信號(hào)

測(cè)試儀器周邊電磁環(huán)境差，信號(hào)本身信噪比低，探頭衰減比較高將環(huán)境噪聲同步放大等情況，都會(huì)造成示波器測(cè)試出的信號(hào)嘈雜，難以分辨。這種信號(hào)一般來(lái)說(shuō)都是高頻的干擾信號(hào)?？梢酝ㄟ^(guò)設(shè)置示波器低通濾波器，將高頻率的噪聲信號(hào)截止在輸入端，只通過(guò)包括主頻率在內(nèi)的相對(duì)低頻信號(hào)。

來(lái)看看為去除干擾信號(hào)，如何使用示波器的輸入端濾波功能。

YOKOGAWA示波器每通道有14種低通濾波器可以選擇，截止頻率低至8k，可有效去除高頻干擾與噪聲。

▲濾波前

▲不同帶寬限制下的波形

2、減小測(cè)量誤差

示波器捕捉波形后往往需要對(duì)其參數(shù)進(jìn)行量化測(cè)量，但噪聲的存在對(duì)測(cè)量干擾很大。尤其使用衰減比較大的探頭時(shí)，一點(diǎn)誤差也會(huì)被放大若干倍，對(duì)量化測(cè)量造成影響。因此需要結(jié)合濾波對(duì)波形進(jìn)行精細(xì)化處理后再測(cè)量，以提升測(cè)量精度。

▲原始波形

▲濾波結(jié)合高分辨率模式

3、特定帶寬下觀測(cè)信號(hào)

僅需要觀測(cè)低于/高于某個(gè)頻率（使用低通/高通濾波）或在某兩個(gè)頻率之間（使用帶通濾波）的信號(hào)。

這是我們工程師都非常熟悉的PWM電壓信號(hào)。

如果我們想實(shí)時(shí)調(diào)制電壓與電流之間的功率因數(shù)，往往需要搭建濾波器，將PWM電壓信號(hào)的基波波形與電流波形進(jìn)行同步比較。但是搭建硬件濾波器往往不能達(dá)到理想的濾波效果，而且由于電容元器件的使用，會(huì)造成電壓波形的延遲。這時(shí)使用示波器內(nèi)部的運(yùn)算濾波器就是一個(gè)非常優(yōu)秀便捷的選擇。

▲紅色波形即為PWM電壓的基波

這就是如何巧用YOKOGAWA示波器的濾波功能，來(lái)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)測(cè)量與調(diào)制波相位關(guān)系的實(shí)時(shí)調(diào)制。

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