3. diel - Efektívny počet bitov u osciloskopu

Technický seriál, ktorý poskytuje budúcemu užívateľovi určitý nadhľad pri výbere osciloskopu. Upozorňuje na obmedzenia a úskalia, ktoré zostávajú pri výbere nového prístroja často skrytá. Tento diel je venovaný ENOB (efektívny počet bitov).

 

Seriál - Rady a tipy při výběru osciloskopu

Autor Bohumil Vítovec

 

3. díl - Efektivní počet bitů

 

Při pročítání informací uvedených v manuálech o osciloskopech, se můžeme setkat s tím, že vertikální hodnota rozlišení osciloskopu není v manuálu uvedena jako celé číslo v bitech. Nejedná se o reálnou fyzickou hodnotu rozlišení AD převodníku, ale o takzvaný ENOB (efektivní počet bitů). Na co si dát při výběru nového osciloskopu v souvislosti s ENOB pozor, se dozvíte v tomto článku.

 

Podívejme se na definici ENOB:

ENOB je měřítko dynamického rozsahu analogově digitálního převodníku (ADC) a jeho souvisejících obvodů. Rozlišení ADC je určeno počtem bitů používaných k reprezentování analogové hodnoty, přičemž v zásadě poskytují úrovně signálu 2N pro N-bitový signál. Nicméně, všechny skutečné obvody ADC zavádějí šum a zkreslení. ENOB specifikuje rozlišení ideálního obvodu ADC, které by mělo stejné rozlišení jako uvažovaný obvod.[1]

 

Při pročítání manuálu v souvislosti s ENOB vám doporučujeme, položit si následující otázky:

  • Hovoří uvedená hodnota ENOB v manuálu osciloskopu o soustavě zesilovač – převodník?

  • Měl autor manuálu na mysli ENOB celého systému a výsledných dat viz. obrázek 1?

  • Víme, za jakých podmínek se ENOB měřil?

3. díl - Efektivní počet bitů sinad.small.png

Obrázek 1:

Vysvětluje grafický význam ENOB při měření průběhu signálu. Je zřejmé, že čím vyšší ENOB, tím lépe se odliší užitečný signál od šumu. Dost podstatné je také, zda je ENOB měřený při sínusovém či obdélníkovém průběhu signálu a při jaké frekvenci.[5]

 

Při bližším pohledu na ENOB, začíná být zřejmé jak se může uvažování o efektivní hodnotě zkomplikovat. Nesmíme zapomenout, že hodnota ENOB je hodnota značně závislá na frekvenci signálu. V předešlých dílech našeho technického seriálu jsme se věnovali různým metodám jak ENOB navýšit a za jakou cenu, včetně ukázání praktického příkladu ENOB na osciloskopech od Teledyne LeCroy [12b ADC, 15ENOB] a Rohde&Schwarz [8b ADC, 16ENOB].

Tato tématika je velmi rozsáhlá, proto pro vás všechny, kteří byste do tohoto tématu chtěli proniknout hlouběji, uvádíme odkazy na odbornou literaturu, ve které najdete komplexní informace o ENOB, včetně všech parametrů [2][3][4][5]. V doporučených materiálech najdete také vysvětlující teorii, v čem je parametr ENOB užitečný. Například jakmile použijete dolnofrekvenční filtry, máte větší odstup signál-šum (SNR) a tím i větší ENOB. Ale pozor! Pokud je ENOB větší nebo roven počtu bitů AD převodníku přístroje, je dobré si uvědomit jak je této hodnoty dosaženo a při jakých podmínkách nastavení přístroje. Vždy se totiž jedná o matematickou či statistickou úpravu signálu, která může degradovat naměřená data.

 

Pokud zvažujete koupi nového osciloskopu, určitě doporučujeme uvedené hodnoty parametru ENOB chápat v důležitých vzájemných souvislostech. Pokud není definováno, při jakých podmínkách byla hodnota ENOB změřena a k čemu je vztažena, nemá tento údaj vypovídající hodnotu.

 

Zdroje:

[1]https://en.wikipedia.org/wiki/Effective_number_of_bits [cit. 13.9.2018]

[2]Computation of Effective Number of Bits, Signal to Noise Ratio, &

Signal to Noise & Distortion Ratio Using FFT

[cit. 13.9.2018]

https://cdn.teledynelecroy.com/files/appnotes/computation_of_effective_no_bits.pdf

[3]DesignCon 2017

UnderstandingVerticalResolution inOscilloscopes

[cit. 13.9.2018] https://cdn.teledynelecroy.com/files/whitepapers/designcon-2017-understanding-vertical-resolution.pdf

[4]Kester, Walt (2009), Understand SINAD, ENOB, SNR, THD, THD + N, and SFDR so You Don't Get Lost in the Noise Floor

[cit. 13.9.2018]

[5] Understanding Frequency Performance Specifications

https://www.ni.com/white-paper/3359/en/#toc7

[cit. 13.9.2018]

Otázka na ďalšie podrobnosti

Položky označené hviezdičkou (*) sú povinné.

Vyplnením formulára a potvrdením linku v emaile, ktorý dostanete na vyššie vami uvedenú emailovú adresu, dávate tiež súhlas so spracovaním vami uvedených údajov a ich použitím spoločnosťou Blue Panther, s.r.o. za účelom budovanie obchodného vzťahu s vami. Uvedené údaje sú zabezpečené, nebudú zverejnené ani odovzdávané tretím stranám. S osobnými údajmi bude nakladané plne v súlade s ustanovením zákona č. 101/2000 Zb. O ochrane osobných údajov a v súlade s Nariadením Európskeho parlamentu a Rady (EÚ) 2016/679 (GDPR).

Radi by sme zostali s cami v kontakte a zasielali vám pozvánky na semináre, odborné školenia, newslettry, ktoré vás informujú o aktuálnom dianí v odbore, prinášajú informácie o produktoch, špeciálnych ponukách alebo ponúkajú konkrétne rady a postupy. Registráciou nám dávate súhlas so zasielaním tejto marketingovej komunikácie. Váš súhlas so spracovaním vašich údajov alebo zasielaním marketingovej komunikácie môžete kedykoľvek odvolať zaslaním vašej požiadavky na email info@blue-panther.cz. Tiež máte právo na rovnakom emailu organizovať o výmaz vašich údajov.

Viac informácií o spracovaní vašich údajov nájdete na www.blue-panther.sk/ochrana-osobnych-udajov.

Kontaktujte nás

Osciloskop Teledyne LeCroy radu WaveSurfer3000Z

Osciloskop Teledyne LeCroy radu WaveSurfer 3000z majú 10,1" kapacitný dotykový displej, najdlhšiu pamäť a nejhlbšiu nástrojovú sadu - to všetko za prijateľnú cenu.

12-bitové osciloskopy Teledyne LeCroy HDO4000 a HDO4000-MS

12-bitové štvorkanálové a dvojkanálové digitálne osciloskopy Teledyne LeCroy so šírkou pásma 200 MHz až 1 GHz, pamäťou až 50 M na kanál, vzorkovaním 2,5 GSa/s a možnosťou rozšírenia o interný 16-kanálový logický analyzátor.

Osciloskop Teledyne LeCroy radu WavePro HD

Osciloskopy radu Teledyne Lecroy WavePro HD s prevodom 12-bitov a technológiou HD4096 a šírkou pásma 8 GHz.

Osciloskopy radu Teledyne LeCroy HDO8000

Osemkanálové osciloskopy Teledyne LeCroy radu HDO8000 so šírkou pásma od 350 MHz do 1 GHz s dvanásťbitovými AD prevodníkmi pracujúcimi na frekvencii 2,5 GHz.

Osciloskop Teledyne LeCroy HDO6000 a HDO6000-MS

Štvorkanálový pamäťový osciloskop Teledyne LeCroy s rozlíšením 12 bitov, šírkou pásma 350 MHz až 1 GHz, pamäťou až 250 M na kanál, vzorkovaním 2,5 GSa/s a možnosťou rozšírenia o interný 16-kanálový logický analyzátor.

Osciloskop Teledyne LeCroy HDO 9000

Veľmi rýchle štviorkanálové digitálne osciloskopy radu HDO 9000 so šírkou pásma 1 GHz až 4 GHz, pamäťou až 128 Mpts na kanál a rýchlosťou vzorkovania až 40 GS/s. Poskytujú výnimočnú vernosť signálu s 10-bitovým rozlíšením.

Analyzátor pohonů LeCroy MDA800

Osemkanálový osciloskop Teledyne LeCroy MDA800 s šírkou pásma od 350 MHz do 1 GHz s dvanásťbitovými AD prevodníkmi pracujúcimi na frekvencii 2,5 GHz. Jadrom je softwarová nadstavba Motor Drive Analyzer pre vývoj a testovanie moderných polovodičových zdrojov a pohonov.

Osciloskopy LeCroy WaveMaster 8Zi-A

Digitálne štvorkanálové osciloskopy LeCroy so šírkou pásma od 4 GHz do 45 GHz, vzorkovacia rýchlosť až 120 GSa/s s dĺžkou záznamu až 256 M na každý kanál.

Osciloskopy Teledyne LeCroy WaveRunner 8000

Nové štvorkanálové digitálne osciloskopy so šírkou pásma 500 MHz až 4 GHz, pamäťou až 128Mpts na kanál a vzorkovaním až 40 GS/s. Najhlbší súbor nástrojov vo svojom odbore a zdokonalené užívateľské rozhranie pre jednoduchšie odstraňovanie chýb pri ladení systémov.