¿Cuánto ruido de fondo es normal en un osciloscopio?

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Después de esta pregunta , compré un osciloscopio USB DSO-2090 .

Cuando lo enciendo, veo muchas pequeñas fluctuaciones en la forma de onda, ya sea conectada a nada, a una fuente de batería, a sí mismo (pequeño generador de forma de onda en la parte posterior) o al acortar el clip de tierra.

Ruido del osciloscopio

( Ver la versión grande )

En la captura de pantalla anterior, el CH1 está conectado a un pequeño circuito mío alimentado por batería. CH2 no tiene la sonda conectada en absoluto.

He hablado con un colega sobre esto y me dijeron que debería ver una línea plana, así que me preocupa haber comprado una unidad defectuosa.

Mi pregunta es si el ruido de fondo como este es normal en un osciloscopio.

Editar 1

Se agregó un ejemplo de forma de onda de 1 kHz según el comentario:

1kHz

( Ver la versión grande )

Señor erizo
fuente
¿Cómo se ve la traza cuando se conecta al generador de forma de onda? Suponiendo que es una onda cuadrada de 1 KHz, debería ver una forma de onda muy limpia. Si no, algo está mal. Además, CH1 y CH2 deberían mostrar lo mismo.
tcrosley
Veo una forma de onda de 1KHz con el ruido (agregado anteriormente).
Sr. Hedgehog el
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La segunda traza parece normal para un alcance con una resolución de 8 bits. Como Kortuk mencionó en su respuesta, la traza normalmente puede fluctuar de un paso a otro del ADC incluso en una señal estable. Hay 256 pasos para un ADC de 8 bits, por lo que eso es lo que hace que la línea no sea perfectamente recta, sino que tenga pequeñas protuberancias. Esto es normal para cualquier DSO. Los más caros tienen ADC con más bits (9, 10, 14 y 16 son más comunes además de 8), por lo que el efecto no es tan notable. Mientras CH1 muestre esencialmente lo mismo, parece estar funcionando bien.
tcrosley

Respuestas:

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Como indicador de que la segunda captura que mostró parece normal, aquí hay una que acabo de hacer con una onda cuadrada de 1 KHz, de mi instrumento combinado ELAB-080 (DSO de doble canal, analizador lógico de 16 canales, generador de forma de onda arbitraria (AWG) y fuente de alimentación de doble canal) que también tiene una resolución vertical de 8 bits en su sección DSO. (Nota: a $ 495, el ELAB-080 superó su presupuesto en su otra pregunta donde recomendé el DSO-2090).

Puede ver el ruido en la parte superior e inferior de cada onda cuadrada, que se ve casi idéntica a su traza.

texto alternativo

tcrosley
fuente
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+1 de mi parte Da una gran referencia si otros ven lo mismo. Traté de agregar más sobre cómo reducir el ruido, pero siempre existe la posibilidad de que solo sea el ruido del sistema.
Kortuk
Gracias por la referencia Otra cosa que noté es que el DSO-2090 solo puede ingresar al modo "rodante" a 1s / div, lo que no es muy útil cuando se observan oscilaciones rápidas (ya que la resolución simplemente no está disponible). ¿Es probable que esto se convierta en un problema? ¿en el futuro? (Todavía puedo devolverlo)
Mr. Hedgehog
@Nat, no sé a qué te refieres con "modo rodante".
tcrosley
Realmente tendrá que buscar para qué lo necesita. Es difícil decir de una forma u otra.
Kortuk
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No creo que sea una característica muy común, busqué DSO + "modo rodante" en Google y descubrí que es principalmente para observar los cambios en las señales de movimiento lento (por ejemplo, vea "modo rodante" en www.crupower. fi / DSO.pdf), por lo que no está destinado a señales rápidas.
tcrosley
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Tengo uno de estos ámbitos (un DSO-2250, por lo que es un modelo un poco más rápido).

Puedo confirmar que hay aproximadamente ~ 1-2 bits de ruido en todas las configuraciones de entrada.

Básicamente, estos ámbitos no tienen valor para nada más que el trabajo digital, que es lo que lo compré de todos modos.

Uno de los pocos usos que he encontrado para esta cosa es usarlo con una computadora portátil, lo que le brinda un alcance de batería simple, que puede ser útil cuando tiene problemas de bucle de tierra.

Connor Wolf
fuente
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+1 Nota interesante. Estoy tan acostumbrado a trabajar en estaciones grandes que olvido que podrías usar una computadora portátil y descuidar el problema hasta cierto punto.
Kortuk
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Tendría que tocar el oscopio para confirmar algo.

Esta cantidad de ruido es común. Hay muchas fuentes de ruido, pero con una magnitud de ruido tan pequeña, probablemente no sea una preocupación.

Déjame enumerar un par de cosas.

Fuentes de ruido

El bucle de su clip de tierra crea tiene una inductancia con todo en su tablero. Cualquier señal eléctrica cercana puede inducir una onda en su circuito de tierra. Este bucle de tierra también actúa como un filtro de paso bajo, aunque la frecuencia que corta está normalmente en el rango de MHz alto, normalmente no hay problemas para un alcance de 40Mhz. He dibujado una línea roja alrededor de lo que me refiero en la siguiente imagen. Imagen de la sonda del oscopio con una línea roja alrededor del clip del suelo.  En esta imagen hay un clip de tierra de 6 pulgadas

El hecho de que tenga una referencia de tierra en un circuito, y otra referencia de tierra en el otro circuito más su línea de tierra que los conecta puede crear bucles de tierra (no debe confundirse con el problema del clip de tierra que mencioné anteriormente, debe amar una terminología similar) . En realidad, esto puede crear un gran problema y tampoco es divertido de solucionar. Un método es envolver la sonda casi en la punta extrema con papel de aluminio y molerla en el osciloscopio. Esto protege la conexión a tierra interior y disminuye en gran medida los problemas del circuito de tierra. También se ve increíble (en absoluto).

Prueba de problemas

  1. Para ver si es solo un rebote de 1 bit, intente cambiar su resolución y observe si el ruido cambia en la cantidad por la que salta.

  2. Para verificar si el bucle de tierra es su problema, intente usar una cuchilla afilada y toque entre el suelo en la punta de su sonda al suelo en su tablero. Esto da una caída de inductancia de más de un orden de magnitud.

  3. Para verificar si hay bucles de tierra, puede envolver su sonda en papel de aluminio. No disfrutes esto demasiado.

  4. Si su ruido desaparece simplemente al conectarse al generador de forma de onda en su osciloscopio, entonces su circuito probablemente sea la causa.
Kortuk
fuente
Como nota al margen, claramente omití las fuentes de ruido que provienen del circuito en sí. No hay suficiente tiempo en el día para cubrir todo eso en una publicación que alguien leerá.
Kortuk
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No tengo un alcance de PC sino un osciloscopio de banco real.

Cuando se ejecuta normalmente, veo alrededor de 500 µV de ruido en todas las configuraciones, aproximadamente 5 mV / div, y aproximadamente 1 mV de ruido en la configuración de 5 mV / div. El ruido es uniforme en todos los canales.

Este ruido no es significativo para ninguno de mis usos hasta ahora.

Tampoco es inusual que el alcance lea ± 1mV cc de compensación cuando hay cero entrada; algunos ámbitos tienen esto calibrado pero esperan una ligera deriva con el tiempo. El mío es bastante viejo (fabricado en el 93), así que obtengo un desplazamiento de -3mV.

Thomas O
fuente
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