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科普知識
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IC連接器

示波器測試開關電源紋波的方法

發布日期:2022-10-09 點擊率:47

  以20M示波器帶寬為限制標準,電壓設為PK-PK(也有測有效值的),去除示波器控頭上的夾子與地線(因為這個本身的夾子與地線會形成環路,像一個天線接收雜訊,引入一些不必要的雜訊),使用接地環(不使用接地環也可以,不過要考慮其產生的誤差),在探頭上并聯一個10UF電解電容與一個0.1UF瓷片電容,用示波器的探針直接進行測試;如果示波器探頭不是直接接觸輸出點,應該用雙絞線,或者50Ω同軸電纜方式測量。

  開關電源輸出紋波主要來源于五個方面:輸入低頻紋波;高頻紋波;寄生參數引起的共模紋波噪聲;功率器件開關過程中產生的超高頻諧振噪聲;閉環調節控制引起的紋波噪聲。

  紋波是疊加在直流信號上的交流干擾信號,是電源測試中的一個很重要的標準。尤其是作特殊用途的電源,如激光器電源,紋波則是其致命要害之一。所以,電源紋波的測試就顯得極為重要。

  電源紋波的測量方法大致分為兩種:一種是電壓信號測量法;另一鐘是電流信號測量法。

  一般對于恒壓源或紋波性能要求不大的恒流源,都可以用電壓信號測量法。而對于紋波性能要求高的恒流源則最好用電流信號測量法。

  電壓信號測量紋波是指,用示波器測量疊加在直流電壓信號上的交流紋波電壓信號。對于恒壓源,測試可以直接用電壓探頭測量輸出到負載上的電壓信號。對于恒流源的測試,則一般是通過使用電壓探頭,測量采樣電阻兩端的電壓波形。整個測試過程中,示波器的設置是能否采樣到真實信號的關鍵。

  所用的儀器是:配有電壓測量探頭的TDS1012B示波器。

  測量之前需要進行如下設置。

  1.通道設置:

  耦合:即通道耦合方式的選擇。紋波是疊加在直流信號上的交流信號,所以,我們要測試紋波信號就可以去掉直流信號,直接測量所疊加的交流信號就好。

  寬帶限制:關

  探頭:首先選用電壓探頭的方式。然后選擇探頭的衰減比例。必須與實際所用探頭的衰減比例保持一致,這樣從示波器所讀取數才是真實的數據。比如,所用電壓探頭放在×10檔,則此時,這里的探頭的選項也必須設置為×10檔。

  2.觸發設置:

  類型:邊沿

  信源:實際所選擇的通道,如,準備用CH1通道進行測試,則此處就應該選擇為CH1。

  斜率:上升。

  觸發方式:如果是在實時地觀察紋波信號,則選擇‘自動’觸發。示波器會自動跟隨實際所測信號的變化,并顯示。這個時候,你也可通過設置測量按鈕,實時地顯示你所需要的測量的數值。但是,如果你想要捕捉某次測量時的信號波形,則需要將觸發方式設置為‘正常’觸發。此時,還需要設置觸發電平的大小。一般當你知道你所測量的信號峰值時,將觸發電平設置為所測信號峰值的1/3處。如果不知道,則觸發電平可以設置的稍微小一些。

  耦合:直流或交流…,一般用交流耦合。

  3.采樣長度(秒/格):

  采樣長度的設置決定能否采樣到所需要的數據。當所設置的采樣長度過大時,就會漏掉實際信號中的高頻成分;當所設置的采樣長度過小時,就只能看到所測實際信號的局部,同樣無法得到真實的實際信號。所以,在實際測量時,需來回旋轉按鈕,仔細觀察,直到所顯示波形是真實的完整的波形。

  4.采樣方式:

  可根據實際需要設定。如,要求測量紋波的P-P值,則最好選擇峰值測量法。采樣次數也可根據實際需要設定,這與采樣頻率及采樣長度有關。

  5.測量:

  通過選擇對應通道的峰值測量,示波器就可以幫你把所需要的數據及時顯示出來。同時也可以選擇對應通道的頻率、最大值、均方根值等。

  通過對示波器進行合理設置和規范的操作,一定可以得到所需的紋波信號。但是,在測量過程中一定要注意防止其它信號對于示波器探頭自身的干擾,以免所測量的信號不夠真實。

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