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超實用!100個示波器基礎(chǔ)知識問答


  來源: EDN電子技術(shù)設(shè)計 時間:2020-09-14 編輯:清風(fēng)
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在解決開關(guān)電源內(nèi)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(guān)電源產(chǎn)生的對外干擾,如電源線諧波電流、電源線傳導(dǎo)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(shè)計,改善有源功率因數(shù)校正(APFC)電路的性能減少開關(guān)管及整流續(xù)流二極管的電壓電流變化率,采用各種軟開關(guān)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(yīng)優(yōu)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(guān)電源的內(nèi)部干擾,實現(xiàn)其自身的電磁兼容性,提高開關(guān)電源的穩(wěn)定性及可靠性,應(yīng)從以下幾個方面入手:

· 注意數(shù)字電路與模擬電路 PCB 布線的正確區(qū)分、數(shù)字電路與模擬電路電源的正確去耦;

· 注意數(shù)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(huán)的影響;

· 布線時注意相鄰線間的間距及信號性質(zhì),避免產(chǎn)生串?dāng)_;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(guān)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(xù)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(yù)先一致性測試。


96. SOA 測試是通過什么數(shù)據(jù)得到的,可以通過示波器的什么測量方法得到該數(shù)據(jù)?

答:SOA 就是安全工作區(qū)域測量,它是用來判斷功率器件的可靠性的,當(dāng)出現(xiàn)短路或啟動加電等時,超過安全工作區(qū)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(jù)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(nèi)容可以參考示波器廠家如泰克的相關(guān)資料。


98. 如何區(qū)分模擬帶寬和數(shù)字實時帶寬?

答:帶寬是示波器最重要的指標之一。模擬示波器的帶寬是一個固定的值,而數(shù)字示波器的帶寬有模擬帶寬和數(shù)字實時帶寬兩種。數(shù)字示波器對重復(fù)信號采用順序采樣或隨機采樣技術(shù)所能達到的最高帶寬為示波器的數(shù)字實時帶寬,數(shù)字實時帶寬與最高數(shù)字化頻率和波形重建技術(shù)因子 K 相關(guān)(數(shù)字實時帶寬= 最高數(shù)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(fù)周期信號的測量,而數(shù)字實時帶寬則同時適合重復(fù)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(shù)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,而最高數(shù)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(shù)字示波器的數(shù)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(shù)字化儀使用?

答:最快的示波器和數(shù)字化儀通常都采用并行的閃速轉(zhuǎn)換器和 8 位的分辨率。8 位或 256 級數(shù)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(shù)字存儲示波器(DSO)作為數(shù)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(jié)果是滿意的,但是也有例外。示波器是非連續(xù)采集儀器而數(shù)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(shù)據(jù),除非采用類似電視幀速率的連續(xù)波形采集把數(shù)據(jù)存人像素映像。這樣的采集和等效顯示率很高,但數(shù)據(jù)格式使進一步的外部分析數(shù)據(jù)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(xù)采集和顯示信號。


數(shù)字化儀可獲得連續(xù)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(shù)字化插卡,數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)處理速度的限制。速度較慢的數(shù)字化儀和數(shù)據(jù)記錄器可將數(shù)據(jù)直接寫人硬盤,存檔幾 GB 的數(shù)據(jù),而示波器一般最高只有 16MB。如果從另一方面看數(shù)據(jù)傳輸率,許多應(yīng)用只需要捕捉偶發(fā)性數(shù)據(jù),但這些突發(fā)信號可能很接近。這時快速地傳輸數(shù)據(jù)記錄就十分重要,這類信號有高重復(fù)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(zhì)譜儀、以及核子計數(shù)等應(yīng)用。


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