¿Cuál es el nivel de ruido según se lee en mi osciloscopio?

Hay un truco para estimar la amplitud del ruido de su pantalla si tiene un osciloscopio de dos canales. Primero, apague cualquier mecanismo de activación.
Aplique la misma señal de ruido a ambos canales para que vea algo como esto:
[ Ahora deslice un trazo más cerca del otro. A medida que se acercan, el espacio oscuro entre los dos trazos se vuelve más brillante, pero todavía se ven dos "picos" de brillo (uno arriba y otro abajo). Deslizándose aún más cerca, el espacio oscuro entre los dos rastros aumenta en brillo. En algún momento, el brillo entre las dos trazas parece constante (disculpe la edición tosca):
Ahora elimine el ruido de ambos canales y mida la compensación de dos canales. Esta es una estimación aproximada del ruido RMS. Probablemente sea una mejor estimación que "observar" un rastro.
Dado que el ruido que ve tiene un "brillo" que corresponde a una distribución gaussiana, el brillo de una traza tiene un perfil como este:

distribución de ruido acumulada relacionada con RMS

Como dices, el pico no está bien definido para el ruido. Es por eso que un opamp, cualquier cosa que realmente defina el ruido, lo mide como RMS.

Busque Distribución normal, wikipedia, por ejemplo. Cuando las personas quieren saber cómo se comportan los picos de ruido, generalmente trazan la función de distribución acumulativa. Dará cifras como (estas de la memoria serán incorrectas en detalle, pero son correctas en la 'sensación') el ruido es 6dB por encima de RMS el 1% del tiempo, y 11dB por encima de RMS durante 0,000001 del tiempo, para una distribución gaussiana subyacente.

el ruido pico a pico de una señal es 8 veces el valor de la raíz cuadrada media (RMS) del ruido.

Sin embargo, a juzgar por el brillo mejorado, no es gaussiano debido a su método de medición.

4 div x 0,5 V/div pp o$2V_{pp}$Equivalente a$0.25 V_{rms}$o$105dB\mu V$por 20MHz o$56\mu V/\sqrt Hz$o$35dB\mu V/\sqrt Hz$

Lo más probable es que debido a los picos asimétricos y la coincidencia de las envolventes exterior e interior, el ruido de pp aleatorio es solo la parte blanca, alrededor del 70 % de 4 divisiones o 3 dB por debajo de arriba o$32dB\mu V/\sqrt Hz$... (respuesta final :)

Aquí hay una forma aproximada de obtener un nivel de ruido en un osciloscopio analógico:

Use el modo de rastreo dual y coloque la misma señal de ruido en el segundo rastreo con la misma configuración. Cambie el desplazamiento entre las dos señales de ruido para que las dos bandas brillantes apenas se toquen, pero ya no haya un espacio más oscuro visible entre las bandas de ruido. Luego desconecte las sondas y observe el desplazamiento entre los dos canales. Este desplazamiento es el 'nivel de ruido'. Esta técnica es buena para mediciones relativas pero no está calibrada.

El ancho de banda del ruido del osciloscopio es el ancho de banda total del osciloscopio, como unos 20 MHz en su osciloscopio. Es la suma del ruido sumado en todo el rango de frecuencias del osciloscopio. No es una medida de "ruido puntual" como las que se encuentran en las hojas de datos opamp.

Un osciloscopio de gama alta tiene un marcador de ruido y puede medir RMS y ruido de "pico a pico".

Un analizador de espectro puede medir el nivel de ruido en una frecuencia puntual. Puede ajustar el ancho de banda del receptor en el analizador. A medida que el ancho de banda del analizador se reduce en un factor de 10, el ruido de fondo se reduce en 10 dB. La extrapolación de esta medida a 1dB es el nivel de ruido 'por hercio raíz'. Obtener el nivel de ruido de esta medición es un poco complicado debido a los diversos factores de corrección. Los buenos analizadores de espectro tienen un 'marcador de ruido' que proporciona una lectura automática de ruido en una frecuencia puntual.

Keysight tiene mucho más de lo que nunca quiso saber sobre la medición del ruido . Gran parte de la información trata sobre la medición de niveles de ruido muy bajos. Para conocer las matemáticas de cómo funciona un marcador de ruido del analizador de espectro, consulte la pregunta de preguntas frecuentes ¿ Cómo funciona la función de marcador de ruido en mi analizador de espectro?

Un buen libro que explica estas medidas es Spectrum and Network Measurements .