电源波纹测量要注意示波器探头的接地环路

  浏览量2023-12-16 作者: 轨道交通

  对某些应用而言,最大限度地降低输出纹波和开关瞬变是很重要的,尤其是像高分辨率ADC这样的噪声敏感型器件。将开关稳压器用作电源时,输出纹波会在ADC输出频谱上表现为独特的尖峰,进而影响其动态性能或信噪比和无杂散动态范围(SFDR)。考虑到这些不必要的输出信号,有时会用低压差(LDO)稳压器代替开关稳压器。因此会舍弃开关稳压器的高效率优势,改为获取LDO稳压器更干净的输出。像在Hi-Fi高保真音响系统中,老wu一耳朵就能听出功放电源电路用的是LDO稳压器还是DC-DC开关稳压器,外部输入的是太阳能发电的电源还是火力发电的电源。

  LDO输出虽然更为干净,但在大电流追求高的电源转换效率的系统中,我们仍旧是会选择DC-DC开关式转换器,既要追求高的电源转换效率,又对噪声敏感,正确地测量量化开关稳压器中的输出纹波和开关瞬变显得很重要。

  测量这些参数需要非常仔细,因为测量设置不佳会导致读数有误。由示波器探头信号和接地引线形成的环路会引入寄生电感。这样就会不准确地提高与快速开关转换相关的开关瞬变幅度。因此,必须在广泛的宽带宽测量中保证合理的连接和良好的测量方法。

  输出纹波和开关瞬变是开关稳压器输出中的两种不希望出现的信号。这些信号取决于稳压器的拓扑结构和所用外部元件的值和特征。

  输出纹波是残余的交流输出电压,与开关稳压器的开关操作紧密关联。其基频与稳压器的开关频率相同。

  开关瞬变是在开关转换过程中发生的高频振荡。其幅度表示为最大峰峰值。通常,因为它高度依赖于测试设置,所以很难准确测量。

  在测量输出纹波时,不同的测量方法收集到干扰的噪声不同,测量结果掩盖在噪声中,影响了对电源转换器性能的评估。上图显示了噪声分量叠加在实际输出纹波上,导致测量输出纹波大于实际输出纹波。这在使用常规测量方法时是很常见的,直接将普通的无源示波器探头连接到输出端子上。

  常规的连接方式测量无法准确获得电源转换器的电压纹波,因为较长的地线和顶部的探头钩子可形成环形天线,收集周围环境的电磁噪声。将噪声叠加在输出电压纹波上,使测量结果不准确。为了获得实际的输出电压纹波,在测量装置中必须使测量回路最小化。使用示波器的探头针和接地弹簧的测量方法是最推荐的精确测量方法之一,使用这种方法,可以很容易地减小噪声收集环路。

  一般购买示波器都会配套赠送这个接地弹簧,如果丢失了可以拿铜线自己绕一个,或者上某宝购买。

  测量低电平输出纹波时,不建议使用常见的10倍示波器探头。信号可能会低于示波器探头的最大敏感度。它可以与通道本底噪声保持相同电平。因此,10倍探头将信号衰减到十分之一,从而使低电平信号降为示波器本底噪声。若需要执行低电平纹波测量,则考虑1倍无源探头或50 Ω同轴电缆。

  同时,测量点也会影响输出纹波测量结果,所以要考虑的第二件事是选择测量点,使噪声收集回路最小化。通常,适当的测量点应在输出滤波电容焊盘上。测量点离电容器越近,在测量过程中产生的噪声越小。

  使用接地线圈在输出电容上探测可以产生近乎最佳的纹波细节。电路板上的走线电感明显变小,开关瞬变幅度也得以降低。但是,如下图所示,纹波上还是明显叠加了较低的信号轮廓,测量还不够完美。

  使用50Ω同轴电缆,该电缆维持在50Ω环境下, 并通过可选的50Ω示波器输入阻抗端接。在开关稳压器输出电容和示波器输入端之间放置一个隔直电容。电缆的另一端可通过非常短的飞线直接焊接到输出电容上。这样做才能够保持信号完整性,尤其是在较宽的带宽范围内测量电平非常低的信号时。

  在50Ω环境下使用同轴电缆会产生更为准确的结果,这样纹波本身的噪声较低,即使采用500 MHz的带宽设置也是如此。将示波器带宽设置更改为20 MHz可以消除信号的高频成分,只留下输出纹波本身(参见图 17)。

  带宽降低后,除了消除开关瞬变以外,还会发现纹波上的信号或噪声轮廓变化最小,而且无另外的不必要的信号伪像了。这表明,在较宽的带宽范围内测量低输出纹波和开关瞬变信号时,在50Ω环境下使用同轴电缆是最佳解决方案。

  示波器是电子工程师最常见的仪器,很多人也把示波器比作工程师的“眼睛”,这也足以说明示波器对工程师有多重要。 信号是如何显示到示波器屏幕上的呢?在示波器上,信号传输经过探头内部的一系列电阻器和电容器。然后进入示波器,信号进入示波器并经过模拟输入信号调制模块。根据信号的大小,它会被相应地放大或缩小,进而达到模数转换器(ADC)的动态范围以内。模拟信号在 ADC 模块中被转换为数字数据(1 和 0)。同时,触发模块将信号与指定的触发条件作比较。触发条件告知时基模块何时捕获数字数据并将其保存到循环采集存储器中。数字信号处理模块(DSP)对数字数据展开分析,然后将其重新构成波形并显示在屏幕上。 对于所有的示波器来讲,信号显

  过哪些参数? /

  泰克示波器作为电子测量仪器中重要一员,我们大家可以利用示波器观察到各种不同信号幅度跟着时间变化的波形曲线。与此同时还能通过它测量各种不同的电量,比如电压、电流等等。拥有体积小,重量轻,携带方便,LCD显示屏和可长期储存波形,可对存储波形进行放大等多种操作和分析的优点。那么示波器如何测峰值电压? 泰克示波器如何测峰值电压? (1)连接示波器 (2)按说明书接通示波器。 (3)用校准信号校正Y轴增益。 (4)输入选择在交流位置,将探头连接被测信号。 (5)调整X轴扫描信号,使显示屏上显示几个周期波形。 (6)调节垂直位置:使波形最低点对齐显示屏一根坐标线上,使最高点调节到中心线)测量屏幕上波形的高度,用Y轴的校正值,即可计算

  ZDS2022示波器具有11种基础触发和完全开放的21种协议触发功能,今天和大家来聊一聊基础触发中的延迟触发。 这里所说的延迟是指沿与沿之间的延迟,是符合触发条件的两个相距最近的边沿。比如,我们想捕获通道1波形的上升沿与通道2波形的下降沿,并要求上升沿到下降沿的时间间隔在150us到200us之间。如何操作实现呢? 按下【Trigger】键,将触发方式设为普通,触发类型设为延迟触发,将信源A设为通道1,将信源B设为通道2,ZDS2022延迟触发固定触发在信源B的边沿处,触发模式包括4种模式,我们设为A的上升沿到B的下降沿,限定符是用来设定延迟时间的,选择延迟时间在指定范围内,按中下一页软键,将时间下限设为150us,时间上限

  延迟触发 /

  (Debug)的任务,是要检查设计中存在的问题:改正电路中的错误,消除设计里的缺陷,使设计达到预期的功能,并优化电路。 调试的一般过程,我们大家可以把它归纳为:察觉缺陷——定位问题——分析问题——处理问题。万用表、示波器、逻辑分析仪等仪表都是重要的调试观察工具。 使用示波器进行调试,准确、快捷、使用起来更便捷是每个使用者的要求。选用合适的工具来工作,能够更好的起到事半功倍的效果。 隐藏在正常信号里的异常(偶发性故障),是调试电路错误的一种关键对象。发现偶发性故障对于调试工具提出了很高的要求——调试工具的波形捕获概率要足够高,漏失率要足够低,才能快速可靠地发现这些偶发的异常,为我们下一步定位问题提供足够的信息。正像图四中

  检测电路故障并进行调试 /

  GDS-1000B系列示波器同时具备100MHz以及70MHz两种频宽选择,搭载四通道或者两通道的模拟信号输入端。其中单一通道的最大实时采样率为1GSa/s,存储器长度为每通道独立10Mpts。GDS-1000B示波器同时具备高达每秒110000此的波形更新率,让使用者能更精确地观察到波形的细微变化。另外,GDS-1000B示波器包含了7寸WVGA彩色液晶显示屏幕,同时兼具256色阶显示,让波形的显示更增添了透视感和层次感。对于水平位置调整旋钮以及触发准位调整旋钮,提供了一键归零的贴心设计,让工程师的测试变得更有效率。此外,在数学分析模式中的FFT功能提供了1M的取样点数,让原本呆板的频域信号分析更增添了细致度。序列总线解码

  如果你每天都要依赖示波器,那么选择适当的示波器来满足需求是一项重要任务。 一、要多少带宽 带宽是示波器最重要的特点,因为它决定显示的信号范围,很大程度上还决定用户要支付的价格。制定带宽决策时您需把预算和示波器使用期间预计的需求平衡。系统时钟是示波器可能显示的频率最高信号。示波器的带宽至少应该比这一频率高三倍,以合理地显示这个信号的形状。决定示波器带宽要求的另一个信号特点是信号的上升时间。这有格外的简单的公式帮您根据信号特点确定相应的示波器带宽。 1.信号带宽=0.5/信号上升时间;2.示波器带宽=2×信号带宽;3.示波器实时取样速率=4×示波器带宽 二、要多少条信道 传统的2信道或4信道示波器并不能一直提供触发和查看所

  OX7104手持示波器简介: 示波器OX 7104是进行实验室测试和现场测试的理想工具。 仪器简单易操作,通过33个按键,可直接访问所有常用的功能。OX 7104特别适合于现场使用,配有最新专利“即插即用”探头等配件,每个测量通道都相互隔离和对地隔离,通过内置WEB服务器和以太网可进行远程控制,集多种仪器功能于一身,包括4通道TRMS万用表。 超大320 x 240 全彩LCD显示屏,提供详细的波形细节和所有测量及功能的显示。通过触控笔,可方便快捷地对视窗式菜单做相关操作:打开、下拉或执行;触控笔亦可直接作用于图形元素,如游标、触发和缩放等等。 OX7104手持示波器特点: 五合一功能:示波器、万用表、FFT分析仪、谐波分

  1 引言 目前,通用二踪示波器如 HH4310A/HH4311A 、 RS8 等均无存储功能,在学生实验中能满足信号测量的要求,但若用于测量一些非周期单脉冲信号,由于信号的突发性,这些通用的示波器往往不能对信号的波形、幅值、脉宽进行仔细的观测。其在通用示波器中嵌入存储功能,能极大地扩展应用场景范围,具有较高的实用价值。笔者介绍一种利用 SPCE061A 型 16 位单片机在 HH4310A/HH4311A 型通用示波器中嵌入存储功能的原理及实验结果。 2 通用示波器的基本工作原理 通用示波器的频率繁多,电路各不相同,但总的来说,可以归纳为 3 个主要组成部分:垂直系统(主要实现 Y 输入信号的放大

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