Современная электроника №5/2026

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 29 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 5 / 2026 Способы определения эффективного количества бит цифровых осциллографов Несмотря на наличие дополнитель­ ных каскадов, к цифровым осцилло­ графам в части определения ENOB применимы те же методы испытаний, что и для аналого-цифровых преобра­ зователей. Методы испытания АЦП определены Институтом инженеров электротехники и электроники (IEEE) в стандарте [5]. Стандарт предусма­ тривает измерение ENOB при вход­ ном синусоидальном воздействии и содержит следующее его определение: . (2) В формуле (2) V  – предельный диа­ пазон (шкала) для осциллографа при текущих настройках, A – размах гармо­ нического сигнала; SINAD – отношение уровня сигнала к шуму в сумме с иска­ жениями. В [1] отмечается, что SNR и SINAD соответствуют отношениям среднеквадратических напряжений сигнала и шума (или шума с искаже­ ниями), а не мощностей, что, напри­ мер, типично для техники радиосвязи. Таким образом, в трактовке упомя­ нутого стандарта SINAD = V S / V NAD , где V S  – среднеквадратичное значение напряжения сигнала с мощностью P S , V NAD  – среднеквадратичное напря­ жение, соответствующее сумме мощ­ ностей шума и искажений P NAD во всех частотных элементах (бинах) вплоть до частоты Найквиста, исключая бины с частотой полезного сигнала и с нуле­ вой частотой. Исходя из такого опреде­ ления V S и V NAD , параметр SINAD можно определить как разность P S и P NAD или V S и V NAD , выраженных в дБ, и тогда его использование в (2) требует пересчёта в линейные единицы. Учитывая необ­ ходимость осуществления анализа в частотной области, измерение ENOB целесообразно проводить путём взя­ тия ряда последовательных отсчё­ тов, для которых далее выполняется быстрое преобразование Фурье. Одним из важных вопросов в части экспериментального проведения измерений является выбор ампли­ туды тестового синусоидального сиг­ нала. Известно [1], что для цифровых измерительных систем минимизация относительной амплитудной погреш­ ности достигается, когда задейство­ вана вся шкала оцифровки. Согласно [5], при измерениях ENOB может быть использована любая входная ампли­ туда, укладывающаяся в шкалу оциф­ ровки, поскольку правое слагаемое в (2) учитывает их соотношение. В [6] выделяется два подхода к учё­ ту амплитуды при вычислении ENOB . 1. Значение ENOB определяется для выбранных амплитуды входного сиг­ нала и развёртки, т.е. заданной шка­ лы оцифровки. В типовом случае ENOB измеряется при A = 0,9…0,95 В . Как сле­ дует из (2), ENOB растёт с уменьшени­ ем входной амплитуды, потому что на результаты измерений в существен­ ной степени влияет нелинейность ХП. 2. Измерение ENOB основывает­ ся только на отношении SINAD . При использовании такого подхода опти­ мальная рабочая точка испытуемой системы может быть найдена как наилучший компромисс между раз­ махом входного сигнала и искаже­ ниями из-за нелинейностей. Так как это не соответствует строгому опреде­ лению эффективной разрядности, то обычно такой результат обозначают как ENOB . Определённое таким обра­ зом значение эффективной разряд­ ности более соответствует наблюда­ Рис. 7. Результат оценки уровня наибольшей гармоники при мощности на генераторе, равной –13 дБм: а) на частоте 10 МГц; б) на частоте 500 МГц Рис. 8. Результат оценки уровня наибольшей гармоники при мощности на генераторе, равной +3 дБм: а) на частоте 10 МГц; б) на частоте 500 МГц a) a) б) б)