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當(dāng)前位置:深圳市深東金儀器有限公司>>技術(shù)文章>>紋波測量
71.開關(guān)電源輸出電壓的紋波是一個重要的指標(biāo),,如何正確使用示波器來測量這個指標(biāo)?
答:紋波的定義是附著于直流電平之上的包含周期性與隨機(jī)性成分的雜波信號,,英文稱為 PARD (Periodic And Random Deviation),。它的定義是雜波的峰峰值。測量紋波要注意的事項:示波器探頭地線會帶來很大紋波,,應(yīng)該拔掉地線直接使用探頭內(nèi)地線進(jìn)行測量,。當(dāng)然,的測量方法是使用50歐姆終端電阻,,用BNC電纜直接聯(lián)結(jié)到示波器,,這里應(yīng)該注意該50歐姆電阻要考慮功耗,可能要大功率電阻,。相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求,,比如是否要分出周期性工頻紋波和開關(guān)紋波,高頻噪聲等,。再比如,,測量頻率是否要限制在20MHz以下,。
72.測紋波時有很大一部分是50赫茲的周期性尖脈沖,負(fù)載電流越大,,脈沖幅度越大,,有哪些具體的解決辦法?
答:在泰克功率測量系統(tǒng)中,,當(dāng)進(jìn)行紋波測量時,,我們可以選擇工頻紋波測試或開關(guān)紋波測試,這樣就可自動濾掉不相關(guān)頻率的紋波,,比如:選擇測試200KHz的紋波,,那么示波器將會自動對其他頻率成分進(jìn)行濾波。
73.測量紋波時怎樣去除在紋波上的噪聲,,比如工頻噪聲,?
答:紋波上的噪聲可通過TDS5000示波器在捕獲模式中的高分辯率捕獲模式就可以去除這些隨機(jī)的噪聲。紋波分兩種一種是工頻的,,100HZ,,一種是開關(guān)紋波。TEK推出的TDSPWR2就能把這兩種紋波分離后分別測量得出結(jié)果,。
74.測試開關(guān)電源的紋波與噪音時,,是否要在專門的實驗室里才可以?
答:當(dāng)然如果有專門的實驗室進(jìn)行紋波測量是的,。在不具備這個條件的時候應(yīng)當(dāng)注意的問題有:
① 示波器應(yīng)該有良好的接地,;
② 如果測量標(biāo)準(zhǔn)有帶寬限制的要求,應(yīng)該打開TDS430A中的20MHz帶寬限制,;
③ 使用示波器的交流耦合,;
④ 使用BNC電纜,并用TDS430A的50歐姆輸入阻抗檔進(jìn)行測量(這時可能需要50歐姆的大功率負(fù)載,,BNC適配器或者制作測試夾具)
為提高測量精度,,不應(yīng)該使用示波器的探頭,示波器探頭的地線會引入比較大的噪聲,。
75.如何使用示波器測量一些低紋波電源的輸出紋波值,?比如測量1.8V的輸出紋波,一般都標(biāo)稱輸出紋波小于20mV,,如何用示波器來驗證,?而普通示波器即使直接探頭接探頭地夾的噪聲就有二三十毫伏了。
答:這個的問題很有代表性,。要用到高共模抑制比的電壓差分探頭,,它能工作在高噪聲環(huán)境中。
76.怎樣用數(shù)字示波器查看和讀出所顯示的波形的周期?
答:所有的數(shù)字示波器都支持波形周期測量,,從提高測試精度的角度出發(fā),,如果使用的是5462x/5464x (54645除外),可在其測量參數(shù)中選擇Counter,,其內(nèi)嵌硬件頻率計數(shù)器會被啟動進(jìn)行的頻率測量(5 digit),,若使用的是其他型號示波器,盡量讓示波器屏幕顯示一個周期的信號,,幅值盡量滿刻度,,這時測量精度一般較好,可以用示波器的自動測量功能,,也可用光標(biāo)手動測量,。
77.在開發(fā)當(dāng)中碰到一個問題,在樣板機(jī)上加改功能,,檢測樣板的聲頻,,數(shù)據(jù)輸出,觸發(fā)信號等等,,檢測的結(jié)果跟設(shè)計的結(jié)果差不多一樣,為什么樣板聲音清晰,,顯示準(zhǔn)確,,而成品的聲音有時候是可以接受,但是有時候不行,?
答:實際被測對象的聲音有時可以接受,,有時不行,但示波器上的波形顯示看不出什么問題,,或示波器顯示數(shù)據(jù)和被測對象上的數(shù)據(jù)相差很遠(yuǎn),。往往是示波器和您的被測對象沒有同步造成的??蓢L試下面的方法:
聲音信號通常為低速信號,,可讓示波器工作在滾動方式下,觀察信號出現(xiàn)問題時,,手動停止波形采集,,并進(jìn)行分析。
在時域中觀察聲音信號往往不太全面,,安捷倫的動態(tài)信號分析儀在很多時候是更好的選擇,,但若沒有該儀器,可結(jié)合示波器的FFT功能從頻域觀察,。
嘗試用示波器的觸發(fā)功能,,若手邊有混合信號示波器(54xxxD),可結(jié)合其邏輯通道定義觸發(fā)條件(如類似邏輯分析儀的狀態(tài)觸發(fā),順序觸發(fā)),。
78.如何tds3012示波器進(jìn)行時鐘抖動測試,?
答:在泰克的開放平臺示波器中(比如TDS7000,TDS5000)有專門的抖動測量軟件,,可以進(jìn)行全面的抖動測量(比如Rj,,Dj等)。在TDS3012中只能通過無限余輝對信號進(jìn)行比較長時間的累計測量,。另外,,一般頻率比較高的時鐘才需要測量抖動。一般示波器測量信號的原則是:示波器的帶寬應(yīng)該是信號zui高頻率的5倍,,如果上升時間比較快的方波可能需要示波器帶寬是信號頻率的10倍甚至更高,。所以建議采用更高帶寬,開發(fā)平臺的示波器,。
79.在AC/DC開關(guān)電源中如何用示波器進(jìn)行功率因數(shù)測量,?
答:其實使用示波器測量功率因數(shù)就是測量電壓與電流之間的相位差即cosφ,同時泰克TDS5000功率測試系統(tǒng)也自動對PFC的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行測量(如:THD,True Power,Apparent Power,Power Factor等),。
80.用泰克示波器的FFT功能可以看到開關(guān)電源的輻射的頻率及幅度,,但是這里面的幅度的值與認(rèn)證中心的值的概念是一樣嗎?假如不是,,怎樣轉(zhuǎn)換,?而且,假如在看波形時選不同的V/DIV,,在FFT狀態(tài)下有不同的幅度,,是否正常?---我用的型號是TDS1012,。
答:使用示波器的FFT功能測得的幅值只能作為定性的分析,,而不能作為定量的分析,因此只具備參考價值,,如果希望對頻譜幅度進(jìn)行分析可選擇Blackman-Harris窗口,,這樣效果會好一些;當(dāng)轉(zhuǎn)換V/div時一定會對FFT的幅值產(chǎn)生影響,,因為這是受到示波器本身的ADC的分辨率限制,,所以為了提高測量精度,一般會選擇將波形盡可能占滿整個屏幕(但決不能超出屏幕),,也就是選擇較小的V/div檔位,。
81.選擇什么型號的示波器可有效提高設(shè)計效率?
答:示波器發(fā)展到現(xiàn)階段,,已把數(shù)據(jù)分析提高到重要的位置,。使用示波已不僅僅是在調(diào)試中觀察波形,,更重要的是能很好的在設(shè)計中分析計算器件參數(shù),幫助大家優(yōu)化設(shè)計方案,。選擇什么樣的示波器要結(jié)合您所要觀察分析的信號決定,。
82.如何用示波器測試視頻參數(shù)(包括視頻輸出電平、水平清晰度,、亮度幅頻響應(yīng),、色度幅頻響應(yīng)、亮度信噪比,、色度信噪比,、亮度非線形失真等等視頻參數(shù))?
答:泰克TDS3000B系列示波器加上TDS3VID或TDS3SDI以及TDS5000系列示波器均提供強(qiáng)大的視頻測量功能,,甚至包括模擬HDTV功能,,以及內(nèi)置矢量示波器能力,幫助你去分析各種視頻參數(shù),。
83.在高頻端,,如何判斷示波器探頭本身的阻抗對信號的影響?
答:示波器的探頭都有特定的指標(biāo),,可以參照探頭的等效阻抗-頻率圖確定探頭在頻率點的等效阻抗,。關(guān)于探頭,泰克有專門的文章叫做《探頭ABC》,。
84.為什么用泰克示波器測試30MHz時鐘的波形振鈴要比安杰侖的大的多(示波器探頭是250MHz的),?
答:測量狀態(tài)轉(zhuǎn)換時,只需采用示波器的自動觸發(fā)方式,,將電壓和電流的波形設(shè)置為比較理想的顯示方式,。如果使用TDS5000,,還可調(diào)節(jié)resolution旋鈕將采樣率調(diào)至合適檔位(一般為信號頻率的10倍左右),。然后利用PWR2軟件對被測數(shù)據(jù)進(jìn)行自動計算。對于MOSFET我們選擇Vds和Ids作為被測信號IGBT選擇Vce和Ice作為被測信號,。
當(dāng)用數(shù)字示波器測試開關(guān)電源時, 可否預(yù)先設(shè)置限制參數(shù)(如測試時間,每次采樣數(shù))如何用泰克示波器實現(xiàn)對開關(guān)電源狀態(tài)變換的測試,。連接方式(可舉例),示波器按鍵的設(shè)置,,必要的注意事項,。
85.在設(shè)計軟開關(guān)PWM變換器時(如PWM半橋開關(guān)變換器),怎樣用示波器觀察MOSFET Vt/It 軌跡,?
答:首先示波器要有通道間的時延校正功能,,這樣進(jìn)行相關(guān)數(shù)學(xué)運(yùn)算時才能保證基本的準(zhǔn)確性。使用高壓差分電壓探頭及電流探頭測量,。TEK推出的功率測試方案中就可以動態(tài)的觀察MOSFET的整個工作過程,。
86.輸出電容和輸出電感的選擇應(yīng)該根據(jù)負(fù)載的供電需求確定,那對于L和C值都應(yīng)該按照datasheet上的確定的公式套用嗎?如果按照公式推算出來的值在實際應(yīng)用中出現(xiàn)了問題,,那么我們應(yīng)該根據(jù)什么來更換呢,?
答:不同拓樸的輸出扼流圈及輸出濾波電容的計算公式是不同的,應(yīng)該按自己所選的電路結(jié)構(gòu)選擇合適的計算公式,。輸出電容的大小主要由輸出紋波電壓要抑制為幾毫伏決定,。這就要計算出ESR,然后可按廠家提供的DATASHEET選擇。但選電容時還要考慮負(fù)載的變化,、電流變化范圍,、輸出電感感量等等,因為它們會使電容特性改變,。
87.目前,,HID疝氣燈已經(jīng)廣泛用在一些轎車大燈上,但在HID燈安定器的高壓電路設(shè)計中,,發(fā)現(xiàn)由于高壓回收速度不夠快,,造成有時點燈不暢。如何解決,?
答:HID疝氣燈一般都有一個二次擊穿的過程,,然后大燈趨于穩(wěn)定的工作狀態(tài);首先要對二次擊穿進(jìn)行有效的控制方可保證其穩(wěn)定工作,,量測二次擊穿只需使用TDS5000的長記錄長度,,進(jìn)行單次觸發(fā)捕獲其波形,然后分別測量一次擊穿和二次擊穿的峰值電壓以及其脈沖寬度,,再測量兩次擊穿脈沖間的時間即可,,根據(jù)實際狀況看看以上參數(shù)是否滿足設(shè)計要求。
88.如果使用探頭和虛擬儀器,,可以在PC機(jī)上顯示出波形,。同時,各種各樣的計算都可以輕松實現(xiàn),。TEK5000系列和虛擬儀器有何本質(zhì)區(qū)別,?
答:DS5000雖然是一臺基于Windows 2000的示波器,但實際上它是分成兩個重要部分的,,首先他具有一個真正意義上的示波器采集和處理的部分,,這部分的數(shù)據(jù)處理是通過示波器本身的一個專業(yè)處理器進(jìn)行的,而Windows2000的計算機(jī)平臺只是對示波器采集下來的數(shù)據(jù)(內(nèi)部通過PCI總線通訊)進(jìn)行一些后臺分析計算處理,,這部分與示波器本身的顯示并無,。
而所謂的虛擬儀器(大多為PC插卡式的),它通過一個數(shù)據(jù)采集卡(一般速度很慢)將外界的信號采入計算機(jī)內(nèi)部,,通過計算機(jī)自身的CPU對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,,它是一種廉價的解決方案,,它的致命弱點是沒有任何溯源性(它受計算機(jī)主機(jī)的影響太大,不同主機(jī)導(dǎo)致的測試結(jié)果有較大的誤差),,我們知道測試儀器的一致性是決定測試結(jié)果成敗的關(guān)鍵,。
89.如何減小DC-DC變壓器的熱損,在設(shè)計變壓器時應(yīng)注意那些問題,?對變壓器的外圍電路有何要求,?
答:應(yīng)遵循磁通復(fù)位的原則。設(shè)計變壓器無非要選擇磁芯規(guī)格及尺寸,、計算占空比,、磁感應(yīng)增量、原,副邊的匝數(shù),。在實驗中校對zui壞情況下的磁飽和的情況,。
90.在開關(guān)電源的設(shè)計中常會遇到的棘手問題是效率問題。而整機(jī)的效率很大程度上取決與開關(guān)管的損耗,,在我們的電路和器件選定后,,開關(guān)管的開關(guān)波形測量很重要,可以根據(jù)它的數(shù)據(jù)來判斷和改善開關(guān)工作狀態(tài),。那么在利用示波器進(jìn)行這項測試時應(yīng)該如何正確操作和注意哪些問題呢,?
答:開關(guān)電源中有兩大主題:提率和提高可靠性。效率就要測損耗,,損耗主要集中在開關(guān)管和磁性元件上,,為此我們應(yīng)該通過示波器測量開通損耗、截止損耗,、導(dǎo)通損耗,,同樣的對變壓器和電感能測量其磁芯損耗和動態(tài)電感。
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