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100個關于示波器使用的知識點(六)

日期:2022-08-11 10:12
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摘要:91. 在實際工作中,需要對開關振蕩信號,視頻信號等進行測試和分析,該如何進行? 答:TEK 的 TDS5000 系列示波器能很輕松的對這兩類信號進行測量分析。對于開關電源你所說的驅動信號,我們的 TDSPWR2 提供了四種分析:占空比趨勢分析,開關頻率趨勢分析。寬度及周期趨勢分析:TDS5000 示波器更具有豐富的視頻觸發,能應用多種制式,能單獨對場,并行進行觸發。 92. 在反激式開關電源電源用一種變壓器算法,總是需要再進行好多次的調整。反激式開關電源有沒有一種比較通用的變壓器參數計算方法? 答:變壓器的設計雖然通過理論...
91. 在實際工作中,需要對開關振蕩信號,視頻信號等進行測試和分析,該如何進行?
答:TEK 的 TDS5000 系列示波器能很輕松的對這兩類信號進行測量分析。對于開關電源你所說的驅動信號,我們的 TDSPWR2 提供了四種分析:占空比趨勢分析,開關頻率趨勢分析。寬度及周期趨勢分析:TDS5000 示波器更具有豐富的視頻觸發,能應用多種制式,能單獨對場,并行進行觸發。

92. 在反激式開關電源電源用一種變壓器算法,總是需要再進行好多次的調整。反激式開關電源有沒有一種比較通用的變壓器參數計算方法?
答:變壓器的設計雖然通過理論計算,但因為磁芯,繞制方法等的差異性,仍需要多次試驗調整。一般是先計算原邊電感,根據輸出功率來選磁芯材料與骨架尺寸,然后根據手冊確定一些如磁芯截面積等參數等。單端設計變壓器就是要讓磁芯的磁通復位。

93. 使用 TDS3032B 和 THS710 示波器,怎樣將一次性隨機出現的信號完整地捕捉并存儲下來,然后重顯分析?
答:如果測的所謂隨機信號為一個單次信號,那么只要設置與該信號相匹配的垂直和水平刻度,調整好觸發電平,使用單次觸發等待信號出現即可,然后利用 SAVE/RECALL 將它存入 ref 里即可隨時調出;若是該信號為重復信號中出現的某種異常,則可先 Autoset,然后將獲取模式設為快速 500 點顯示,調整余輝至無限即可。

94. 開關電源在低溫下啟動(如:-20℃以下)有什么特殊的要求?
答:關鍵是器件選擇的溫度范圍。比如電容、MOSFET、二極管等等。

95. 開關電源總會有電磁輻射,同時越有可能受到其他電器設備的干擾。怎樣做才能達到期即不受
其他電器的干擾,又有效地方志器向外輻射呢?
答:開關電源因工作在高電壓大電流的開關狀態下,其引起的電磁兼容性問題是相當復雜的。從整機的電磁兼容性講,主要有共阻抗耦合、線間耦合、電場耦合、磁場耦合和電磁波耦合幾種。電磁兼容產生的三個要素為:干擾源、傳播途徑及受干擾體。共阻抗耦合主要是干擾源與受干擾體在電氣上存在共同阻抗,通過該阻抗使干擾信號進入受干擾對象。線間耦合主要是產生干擾電壓及干擾電流的導線或 PCB 線 ,因并行布線而產生的相互耦合。電場耦合主要是由于電位差的存在,產生的感應電場對受干擾體產生的耦合。

磁場耦合主要是大電流的脈沖電源線附近產生的低頻磁場對干擾對象產生的耦合。而電磁波耦合,主要是由于脈動的電壓或電流產生的高頻電磁波,通過空間向外輻射,對相應的受干擾體產生的耦合。實際上,每一種耦合方式是不能嚴格區分的,只是側重點不同而已。從電磁兼容性的三要素講,要解決開關電源的電磁兼容性,可從三個方面入手。

1)減小干擾源產生的干擾信號;
2)切斷干擾信號的傳播途徑;
3)增強受干擾體的抗干擾能力。
在解決開關電源內部的電磁兼容性時,可以綜合運用上述三個方法,以成本效益比及實施的難易性為前提。對開關電源產生的對外干擾,如電源線諧波電流、電源線傳導干擾、電磁場輻射干擾等,只能用減小干擾源的方法來解決。

一方面,可以增強輸入輸出濾波電路的設計,改善有源功率因數校正(APFC)電路的性能減少開關管及整流續流二極管的電壓電流變化率,采用各種軟開關電路拓撲及控制方式等。
另一方面,加強機殼的屏蔽效果,改善機殼的縫隙泄漏,并進行良好的接地處理。而對外部的抗干擾能力,如浪涌、雷擊應優化交流輸入及直流輸出端口的防雷能力。通常,對 1.2/50μs 開路電壓及 8/20μs短路電流的組合雷擊波形,因能量較小,可采用氧化鋅壓敏電阻與氣體放電管等的組合方法來解決。

減小開關電源的內部干擾,實現其自身的電磁兼容性,提高開關電源的穩定性及可靠性,應從以下幾個方面入手:
· 注意數字電路與模擬電路 PCB 布線的正確區分、數字電路與模擬電路電源的正確去耦;
· 注意數字電路與模擬電路單點接地、大電流電路與小電流特別是電流電壓取樣電路的單點接地以減小共阻干擾、減小地環的影響;
· 布線時注意相鄰線間的間距及信號性質,避免產生串擾;減小地線阻抗;減小高壓大電流線路特別是變壓器原邊與開關管、電源濾波電容電路所包圍的面積;
· 減小輸出整流電路及續流二極管電路與直流濾波電路所包圍的面積;減小變壓器的漏電感、濾波電感的分布電容;采用諧振頻率高的濾波電容器等。TEK 推出的功率測試方案就可以對電流諧波按 EN61000-3-2 標準進行預先一致性測試。

96. SOA 測試是通過什么數據得到的,可以通過示波器的什么測量方法得到該數據?
答:SOA 就是安全工作區域測量,它是用來判斷功率器件的可靠性的,當出現短路或啟動加電等時,超過安全工作區域的可能是僅有的幾個周期,而且這也是不易被察覺的,但器件受到的影響不至于損壞,但對器件來說也是一種積累,器件的裕量可能不夠了。

97. 用示波器如何測試抖動分量?
答:確定性抖動可以用示波器測量出來,在示波器上可以讀出上升/下降沿的時間寬度,根據信號周期可以換算成 UIp-p 即是抖動的峰值幅度,如下圖。更詳細的內容可以參考示波器廠家如泰克的相關資料。

98. 如何區分模擬帶寬和數字實時帶寬?
答:帶寬是示波器*重要的指標之一。模擬示波器的帶寬是一個固定的值,而數字示波器的帶寬有模擬帶寬和數字實時帶寬兩種。數字示波器對重復信號采用順序采樣或隨機采樣技術所能達到的*高帶寬為示波器的數字實時帶寬,數字實時帶寬與*高數字化頻率和波形重建技術因子 K 相關(數字實時帶寬= *高數字化速率/K),一般并不作為一項指標直接給出。從兩種帶寬的定義可以看出,模擬帶寬只適合重復周期信號的測量,而數字實時帶寬則同時適合重復信號和單次信號的測量。廠家聲稱示波器的帶寬能達到多少兆,實際上指的是模擬帶寬,數字實時帶寬是要低于這個值的。例如說 TEK 公司的 TES520B 的帶寬為 500MHz,實際上是指其模擬帶寬為 500MHz,而*高數字實時帶寬只能達到 400MHz 遠低于模擬帶寬。所以在測量單次信號時,一定要參考數字示波器的數字實時帶寬,否則會給測量帶來意想不到的誤差。

99. 示波器是否可作為數字化儀使用?
答:*快的示波器和數字化儀通常都采用并行的閃速轉換器和 8 位的分辨率。8 位或 256 級數字化足夠表達一個比較平滑和容易了解的波形顯示。因此,為何不用數字存儲示波器(DSO)作為數字化儀,特別對于高速信號,兩種儀器都難以獲得 8 位以上的分辨率。事實上,這樣做的結果是滿意的,但是也有例外。示波器是非連續采集儀器而數字化儀可以不是那樣。示波器捕獲信號后再捕獲更多信號之前要有地方放置數據,除非采用類似電視幀速率的連續波形采集把數據存人像素映像。這樣的采集和等效顯示率很高,但數據格式使進一步的外部分析數據量非常巨大。除上述特殊處理外,示波器只能以很低速度連續采集和顯示信號。

數字化儀可獲得連續的 100MS/s 或更高的吞吐率,只受存儲器總線速度的限制。例如一種 PCI 總線的數字化插卡,數據傳輸率達到 100MB/s,PCI 總線可工作至 66MS/s(132MB/s)。示波器的吞吐率受較慢、低的 I/O 能力的數據處理速度的限制。速度較慢的數字化儀和數據記錄器可將數據直接寫人硬盤,存檔幾 GB 的數據,而示波器一般*高只有 16MB。如果從另一方面看數據傳輸率,許多應用只需要捕捉偶發性數據,但這些突發信號可能很接近。這時快速地傳輸數據記錄就十分重要,這類信號有高重復脈沖頻率(PRF)的掃描雷達、時間分辨的超聲聲納、飛行時間的質譜儀、以及核子計數等應用。

100. 什么是組合示波器?
答:組合示波器是一種把模擬示波器和數字存儲示波器(DSO)兩者的能力和優點結合在一起的示波器。當組合示波器被設置成 DSO 時,用戶可以用它來進行自動參數,測量,存貯采集的波形進而制作硬考貝;同時,在需要的時候還能具有模擬示波器的無限分辨率以及熟悉而可信的波形顯示,并且使用組合示波器時,不管信號重復速率的高低,都可獲得*亮的顯示。

粵公網安備 44190002002243號

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