3 spécifications cachées d’Oscilloscope qui comptent vraiment

L’ENOB d’un oscilloscope est la résolution de mesure réelle après avoir pris en compte la distorsion, les effets de bruit et les parasites de l’instrument. L’ENOB donne une représentation beaucoup plus précise des performances de mesure d’un oscilloscope que la résolution imprimée sur la face-avant ou dans la fiche technique et est calculé directement à partir de la spécification de rapport signal sur bruit et distorsion (SINAD). Le bruit et les parasites de l’appareil sont intégrés dans les mesures prises par votre oscilloscope et ajoutent des offsets de tension et des composantes de fréquence qui ne font pas partie du signal d’intérêt.

Les fournisseurs d’instruments peuvent améliorer l’ENOB en utilisant des convertisseurs analogiques-numériques de pointe à très faible densité de bruit et en implémentant des algorithmes avancés pour la correction des données. Lorsque vous choisissez un nouvel oscilloscope, recherchez-en un avec une spécification ENOB, rapport signal sur bruit et distorsion (SINAD) ou gamme dynamique libre parasite (SFDR) élevée pour obtenir les meilleures performances de mesure. L’oscilloscope PXIe-5171R de NI est un exemple d’oscilloscope 14 bits qui a un ENOB relativement élevé (11 bits). NI propose également l’oscilloscope à résolution flexible PXI-5922 avec une résolution de 16 à 24 bits et des performances spectrales allant jusqu’à 105 dB de rapport signal sur bruit et distorsion (SINAD).

Pour en savoir plus sur le calcul de l’ENOB et du SFDR, consultez le white paper, Understanding Frequency Performance Specifications.

Ne supposez pas que vous obtenez des mesures d’amplitude cohérentes dans la gamme de fréquence de votre oscilloscope. La spécification de planéité de la bande passante est la cohérence des mesures d’amplitude dans toute la gamme de mesure de fréquence d’un oscilloscope. Un oscilloscope avec une planéité exceptionnelle aura peu de changement dans l’amplitude mesurée du même niveau de tension à toutes les fréquences qu’il est spécifié de mesurer.

Vous pouvez vérifier cela en regardant le diagramme de Bode de la réponse en fréquence de l’oscilloscope, le rapport signal sur bruit et distorsion ou SFDR à plusieurs fréquences et en observant les différences de valeurs, ou la spécification de planéité d’un instrument. Un instrument avec une bonne planéité vous permet d’effectuer des mesures à n’importe quelle fréquence et de comparer les données avec une correction minimale de la fréquence, ce qui rend la corrélation plus facile et plus rapide.

Un exemple d’oscilloscope avec une excellente planéité de la bande passante est l’oscilloscope PXIe-5162 1,5 GHz, 10 bits. Consultez la section Bande passante et réponse transitoire du document de spécifications PXIe-5162.

Lorsque vous utilisez des oscilloscopes comme appareils de mesure d’amplitude ou de fréquence précis, l’inclusion de composants harmoniques et de parasites du bruit peut nuire aux mesures. Tous les oscilloscopes ont des spécifications de bande passante analogique définies par le point -3 dB, mais vous devriez être plus conscient de la mesure dans laquelle vos mesures sont affectées par des signaux au-delà de la bande passante spécifiée. Les signaux qui se produisent dans les fréquences de fonctionnement étendues d’un oscilloscope peuvent apparaître dans la région que vous mesurez par repliement. Vous pouvez combattre ces effets en utilisant un oscilloscope avec des filtres anti-repliement pour votre région d’intérêt particulière ou en trouvant un oscilloscope avec un roll-off de filtre plus net, généralement d’environ -20 dB par décennie.

Un oscilloscope avec une excellente réponse de filtre passe-bas aura une atténuation significative après le point -3 dB. Si le filtre n’a pas des performances de roll-off adéquates, les mesures spectrales peuvent être considérablement modifiées par des signaux repliés dans la région d’intérêt.

Pour en savoir plus sur le repliement et la théorie d’échantillonnage de Nyquist, consultez Acquisition d’un signal analogique : Bande passante, théorème d’échantillonnage de Nyquist et repliement

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