衡量示波器测试系统质量的关键指标有很多，而“有效位数”对于了解整个测量系统至关重要。本文将讨论示波器有效位ENOB，以及ENOB对实际信号测试的影响，并结合实际应用，给出EXCEL求解的方法。
一
前言
图1 数字示波器系统结构图
由图1数字示波器系统结构可知，信号通过探头系统进入示波器后，经过衰减器和前置放大器调理后进入ADC。衰减电路和放大器通过继电器进行协同工作，在调整垂直分辨率时可快速切换使用。衡量ADC性能指标的参数有很多，比如采样率、DNL、INL、信噪比、有效位等。本文主要讨论ADC的有效位指标以及示波器系统的有效位。
二
ADC有效位定义
图2 ADC采集的正弦波频域分布
ADC的有效位指标是对正弦波信号进行FFT频谱分析间接计算得到的。图2是正弦波经过AD采样再经过FFT变换得到的频域分布图，除了主要的正弦波分量外还存在很多噪声、谐波和杂散信号。
ADC的有效位定义为：
式中：1．76为理想ADC的量化噪声；
6．02为将log2转化为log10的系数比。
三
示波器的有效位ENOB
ENOB参数被业界广泛接受为是一种通用的判定A／D数模转换、示波器系统或其它数字化系统性能优劣的指标。所有的数字化系统中都存在多种误差，这些误差会影响系统获取的电压与 “理想” 电压存在偏差。对一个理想的示波器系统而言，在最大输入带宽范围内，系统有效位数应和A／D的转换分辨率相同。在现实中，所有的仪器都不可能是理想的，ENOB通常是低于其A／D转换分辨率的。
由图1数字示波器系统架构图可知，前端采集电路及ADC采样电路对ENOB有较大影响。实际工作时，偏置误差、非线性误差、增益误差、随机噪声以及ADC交织引起的噪声都会影响ENOB。
图3 示波器ENOB曲线
四
ENOB对实际信号测量的影响
图4 两台示波器测量同一信号
示波器的ENOB指标好，时间误差、频率杂散（通常由拼接误差引起）都比较小，同时宽带噪声也比较低；
ENOB没有考虑相位不一致和频响失真等；
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