在大多數情況下,噪聲是進行高分辨率測量的一個比 ADC 分辨率更大的因素。大多數示波器和一些高級探頭都有一個限制測量系統帶寬的電路。通過限制帶寬,可以減少波形上的噪聲,從而使信號顯示更清晰,信號測量更穩定。噪聲近似為帶寬的平方根。一個副作用是,在消除噪聲的同時,帶寬限制也可以減少或消除高頻信號內容。許多泰克示波器在垂直通道菜單中包括 20 MHz 和 250 MHz 模擬濾波器。
數字示波器的采樣率也是降噪的因素。奈奎斯特定理指出,為了在所需帶寬內準確再現所有信號內容,采樣率必須大于帶寬的兩倍。例如,2 GHz 通道帶寬示波器至少需要超過 4 GS/s 的采樣率才能準確表示信號。因為根據定義,隨機噪聲包含所有頻率,所以測量通道中隨機噪聲的功率譜密度 (PSD) 在奈奎斯特帶寬上均勻分布,為所選采樣率的一半。例如,在 5 GS/s 示波器上,奈奎斯特帶寬為 2.5 GHz,但 2 GHz 的示波器帶寬可濾除截止區域和奈奎斯特帶寬之間的噪聲,如圖 1所示。

圖 1. 奈奎斯特帶寬及其與隨機信道噪聲的關系。
隨著采樣率的增加,隨機噪聲均勻分布在更寬的奈奎斯特帶寬范圍內。在圖 11 中,我們正在查看具有 5 GHz 奈奎斯特帶寬的 10 GS/s 示波器。隨機信道噪聲現在分布在 5 GHz 上,而不是 2.5 GHz。如果示波器帶寬保持不變,則凈效應是抑制更多的噪聲。使用濾波器降低示波器帶寬會進一步降低噪聲。

圖2. 更高的采樣率分散了隨機通道噪聲。