测量非常小的电流信号

信号放大后的降噪方法

降低信号放大后的电压噪声主要有两种方法。

 设置合适的测量波段

 通过平均提高信噪比

设置合适的测量波段

为了降低噪声，设置合适的测量频带，即去除不必要频带中的噪声分量是有效的。特别是，即使噪声幅度水平相同，较高频率的噪声具有较大的能量，因此去除不必要的高频噪声分量很重要。

图 11 显示了带和不带低通滤波器 (LPF)（1 极，fc = 1 kHz）到电流放大器输出的输出波形。通过使用 LPF，可以看出噪声降低了并且输出波形变得非常尖锐。这样，通过滤波等技术仅设定要测量的频带的信号，可以提高S/N比，并且可以检测更小的电流信号。此外，作为实际测量示例，使用 SA-607F2 成功检测了 1-pAp-p 实时信号。

图 11：由于测量带宽不同导致的输出波形比较

(a) 测量框图

(b) 没有 LPF 的输出波形 (BW: 20 kHz)

(c) LPF 的输出波形 (BW: 1 kHz)

信号波形测量的测量波段设置指南如表 6 所示。

请注意，表 6 仅显示指南，适当的测量波段可能会根据客户的测量内容而有所不同。为此，提供了各种过滤器。

表 6：设置适合待测信号波形的测量频带的指南（使用 LPF 时）

表 7：各种过滤器产品

通过平均提高信噪比

即使有适当的测量系统和测量条件，来自传感器的小信号也可能被噪声掩埋而无法在实时测量中观察到。即使在这种情况下，也可以通过平均来检测小信号。可以通过平均来检测小信号的条件如下。

(a) 噪声分量是随机噪声。

(b)所需信号是重复波形。

(c)所需信号具有同步信号。

图 12 显示了测量系统的框图和电流放大器的输出波形（有和没有平均）。可以看出，平均可以检测隐藏在噪声中的非常小的电流信号。

在平均时，适当设置测量仪器的测量范围很重要。接下来，让我们讨论如何利用示波器的平均功能。当信号超出示波器电压测量范围时，超出测量范围的部分波形被钳位，无法准确检测信号。此外，如果电压测量范围过宽且检测到的信号电平低于测量分辨率，则无论通过平均化降低随机噪声如何，都无法检测到信号。因此，测量仪器的动态范围设置对于通过平均来提高信噪比很重要。

这样，考虑到要测量的信号电平和叠加在信号上的噪声电平，设置合适的测量仪器和测量范围很重要。

图 12：通过平均和不通过平均的输出波形比较

(a) 测量框图

(b) 未平均的输出波形

(c) 512 次平均的输出波形