示波器的ADC对垂直分辨率有何影响？

ADC（模拟数字转换器）是决定示波器垂直分辨率的核心部件，其性能直接影响信号细节的捕捉能力。

一、核心影响：量化级与细节呈现

垂直分辨率指示波器能分辨的最小信号变化，由 ADC 的量化级决定。量化级数量为2n)（\(n\)为 ADC 位数）：

8 位 ADC 有 256 个量化级，12 位 ADC 则有 4096 个量化级。

量化级越多，每个步进的电压（或电流）间隔越小。例如，垂直量程为 800mV 时，8 位 ADC 的最小步进为 3.125mV，12 位则为 0.195mV，能捕捉更细微的信号波动（如 10MHz 时钟信号的顶部细节，12 位 ADC 的显示更平滑）。

二、实际应用中的限制与优化

噪声与有效位数：

高信噪比（SNR）是发挥高位数优势的前提。若噪声过大，低位 ADC 的有效分辨率会被噪声掩盖。例如，12 位 ADC 可能因前端噪声实际仅发挥 10 位性能。

量程设置的影响：

ADC 的量化级分布于示波器全量程内，信号占满屏比例越高，分辨率利用越充分。若信号仅占屏的 1/4，8 位 ADC 实际等效 6 位；满屏显示时，8 位分辨率可完全发挥。

硬件与软件放大的差异：

超出硬件支持的最小量程（如传统示波器 10mV / 格以下）时，示波器会启用软件放大，仅放大显示而非提升真实分辨率。例如：

传统 8 位示波器在 7mV / 格以下依赖软件放大，最小分辨率 218μV；

10 位示波器硬件支持 2mV / 格，满带宽下分辨率达 15.6μV，为前者的 1/14。

综上，ADC 位数决定垂直分辨率上限，而量程设置、噪声水平及硬件性能决定其实际表现。高位数 ADC 配合合理量程与低噪声设计，才能真正提升小信号细节的捕捉能力。