聯(lián)系我們
東莞市眾升儀器有限公司
業(yè)務(wù)部
聯(lián)系人：陳平
聯(lián)系電話(huà)：0769-23131676
傳真號碼：0769-23131096
移動(dòng)電話(huà)：15989633801（微信同號）
Email：ZS1717@163.com
QQ：782352024
地址：東莞市莞城街道東城路莞城段33號405室
公司網(wǎng)址：http://ruituo888.com
文章詳情
100個(gè)關(guān)于示波器使用的知識點(diǎn)（六）
日期：2024-06-25 08:16
瀏覽次數：773
摘要：91． 在實(shí)際工作中，需要對開(kāi)關(guān)振蕩信號，視頻信號等進(jìn)行測試和分析，該如何進(jìn)行？
答：TEK 的 TDS5000 系列示波器能很輕松的對這兩類(lèi)信號進(jìn)行測量分析。對于開(kāi)關(guān)電源你所說(shuō)的驅動(dòng)信號，我們的 TDSPWR2 提供了四種分析：占空比趨勢分析，開(kāi)關(guān)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(fā)，能應用多種制式，能單獨對場(chǎng)，并行進(jìn)行觸發(fā)。
92． 在反激式開(kāi)關(guān)電源電源用一種變壓器算法，總是需要再進(jìn)行好多次的調整。反激式開(kāi)關(guān)電源有沒(méi)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(guò)理論...
91． 在實(shí)際工作中，需要對開(kāi)關(guān)振蕩信號，視頻信號等進(jìn)行測試和分析，該如何進(jìn)行？
答：TEK 的 TDS5000 系列示波器能很輕松的對這兩類(lèi)信號進(jìn)行測量分析。對于開(kāi)關(guān)電源你所說(shuō)的驅動(dòng)信號，我們的 TDSPWR2 提供了四種分析：占空比趨勢分析，開(kāi)關(guān)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(fā)，能應用多種制式，能單獨對場(chǎng)，并行進(jìn)行觸發(fā)。
92． 在反激式開(kāi)關(guān)電源電源用一種變壓器算法，總是需要再進(jìn)行好多次的調整。反激式開(kāi)關(guān)電源有沒(méi)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(guò)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(lái)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(lái)，然后重顯分析？
答：如果測的所謂隨機信號為一個(gè)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(fā)電平，使用單次觸發(fā)等待信號出現即可，然后利用 SAVE/RECALL 將它存入 ref 里即可隨時(shí)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(diǎn)顯示，調整余輝至無(wú)限即可。
94． 開(kāi)關(guān)電源在低溫下啟動(dòng)（如：－20℃以下）有什么特殊的要求？
答：關(guān)鍵是器件選擇的溫度范圍。比如電容、MOSFET、二極管等等。
95． 開(kāi)關(guān)電源總會(huì )有電磁輻射，同時(shí)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(kāi)關(guān)電源因工作在高電壓大電流的開(kāi)關(guān)狀態(tài)下，其引起的電磁兼容性問(wèn)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(xiàn)間耦合、電場(chǎng)耦合、磁場(chǎng)耦合和電磁波耦合幾種。電磁兼容產(chǎn)生的三個(gè)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(guò)該阻抗使干擾信號進(jìn)入受干擾對象。線(xiàn)間耦合主要是產(chǎn)生干擾電壓及干擾電流的導線(xiàn)或 PCB 線(xiàn) ，因并行布線(xiàn)而產(chǎn)生的相互耦合。電場(chǎng)耦合主要是由于電位差的存在，產(chǎn)生的感應電場(chǎng)對受干擾體產(chǎn)生的耦合。
磁場(chǎng)耦合主要是大電流的脈沖電源線(xiàn)附近產(chǎn)生的低頻磁場(chǎng)對干擾對象產(chǎn)生的耦合。而電磁波耦合，主要是由于脈動(dòng)的電壓或電流產(chǎn)生的高頻電磁波，通過(guò)空間向外輻射，對相應的受干擾體產(chǎn)生的耦合。實(shí)際上，每一種耦合方式是不能?chē)栏駞^分的，只是側重點(diǎn)不同而已。從電磁兼容性的三要素講，要解決開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容性，可從三個(gè)方面入手。
1）減小干擾源產(chǎn)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(kāi)關(guān)電源內部的電磁兼容性時(shí)，可以綜合運用上述三個(gè)方法，以成本效益比及實(shí)施的難易性為前提。對開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的對外干擾，如電源線(xiàn)諧波電流、電源線(xiàn)傳導干擾、電磁場(chǎng)輻射干擾等，只能用減小干擾源的方法來(lái)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(kāi)關(guān)管及整流續流二極管的電壓電流變化率，采用各種軟開(kāi)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(jìn)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(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(kāi)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(lái)解決。
減小開(kāi)關(guān)電源的內部干擾，實(shí)現其自身的電磁兼容性，提高開(kāi)關(guān)電源的穩定性及可靠性，應從以下幾個(gè)方面入手：
· 注意數字電路與模擬電路 PCB 布線(xiàn)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(diǎn)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(diǎn)接地以減小共阻干擾、減小地環(huán)的影響；
· 布線(xiàn)時(shí)注意相鄰線(xiàn)間的間距及信號性質(zhì)，避免產(chǎn)生串擾；減小地線(xiàn)阻抗；減小高壓大電流線(xiàn)路特別是變壓器原邊與開(kāi)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(jìn)行預先一致性測試。
96． SOA 測試是通過(guò)什么數據得到的，可以通過(guò)示波器的什么測量方法得到該數據？
答：SOA 就是**工作區域測量，它是用來(lái)判斷功率器件的可靠性的,當出現短路或啟動(dòng)加電等時(shí)，超過(guò)**工作區域的可能是僅有的幾個(gè)周期，而且這也是不易被察覺(jué)的，但器件受到的影響不至于損壞,但對器件來(lái)說(shuō)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(dòng)分量？
答：確定性抖動(dòng)可以用示波器測量出來(lái)，在示波器上可以讀出上升/下降沿的時(shí)間寬度，根據信號周期可以換算成 UIp-p 即是抖動(dòng)的峰值幅度，如下圖。更詳細的內容可以參考示波器廠(chǎng)家如泰克的相關(guān)資料。
98． 如何區分模擬帶寬和數字實(shí)時(shí)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(gè)固定的值，而數字示波器的帶寬有模擬帶寬和數字實(shí)時(shí)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(shù)所能達到的*高帶寬為示波器的數字實(shí)時(shí)帶寬，數字實(shí)時(shí)帶寬與*高數字化頻率和波形重建技術(shù)因子 K 相關(guān)（數字實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)帶寬則同時(shí)適合重復信號和單次信號的測量。廠(chǎng)家聲稱(chēng)示波器的帶寬能達到多少兆，實(shí)際上指的是模擬帶寬，數字實(shí)時(shí)帶寬是要低于這個(gè)值的。例如說(shuō) TEK 公司的 TES520B 的帶寬為 500MHz，實(shí)際上是指其模擬帶寬為 500MHz，而*高數字實(shí)時(shí)帶寬只能達到 400MHz 遠低于模擬帶寬。所以在測量單次信號時(shí)，一定要參考數字示波器的數字實(shí)時(shí)帶寬，否則會(huì )給測量帶來(lái)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(gè)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(shí)上，這樣做的結果是滿(mǎn)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(lèi)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(jìn)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(xiàn)速度的限制。例如一種 PCI 總線(xiàn)的數字化插卡，數據傳輸率達到 100MB/s，PCI 總線(xiàn)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(xiě)人硬盤(pán)，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(fā)性數據，但這些突發(fā)信號可能很接近。這時(shí)快速地傳輸數據記錄就十分重要，這類(lèi)信號有高重復脈沖頻率（PRF）的掃描雷達、時(shí)間分辨的超聲聲納、飛行時(shí)間的質(zhì)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(yōu)點(diǎn)結合在一起的示波器。當組合示波器被設置成 DSO 時(shí)，用戶(hù)可以用它來(lái)進(jìn)行自動(dòng)參數，測量，存貯采集的波形進(jìn)而制作硬考貝；同時(shí)，在需要的時(shí)候還能具有模擬示波器的無(wú)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(shí)，不管信號重復速率的高低，都可獲得*亮的顯示。
答：TEK 的 TDS5000 系列示波器能很輕松的對這兩類(lèi)信號進(jìn)行測量分析。對于開(kāi)關(guān)電源你所說(shuō)的驅動(dòng)信號，我們的 TDSPWR2 提供了四種分析：占空比趨勢分析，開(kāi)關(guān)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(fā)，能應用多種制式，能單獨對場(chǎng)，并行進(jìn)行觸發(fā)。
92． 在反激式開(kāi)關(guān)電源電源用一種變壓器算法，總是需要再進(jìn)行好多次的調整。反激式開(kāi)關(guān)電源有沒(méi)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(guò)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(lái)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(lái)，然后重顯分析？
答：如果測的所謂隨機信號為一個(gè)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(fā)電平，使用單次觸發(fā)等待信號出現即可，然后利用 SAVE/RECALL 將它存入 ref 里即可隨時(shí)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(diǎn)顯示，調整余輝至無(wú)限即可。
94． 開(kāi)關(guān)電源在低溫下啟動(dòng)（如：－20℃以下）有什么特殊的要求？
答：關(guān)鍵是器件選擇的溫度范圍。比如電容、MOSFET、二極管等等。
95． 開(kāi)關(guān)電源總會(huì )有電磁輻射，同時(shí)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(kāi)關(guān)電源因工作在高電壓大電流的開(kāi)關(guān)狀態(tài)下，其引起的電磁兼容性問(wèn)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(xiàn)間耦合、電場(chǎng)耦合、磁場(chǎng)耦合和電磁波耦合幾種。電磁兼容產(chǎn)生的三個(gè)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(guò)該阻抗使干擾信號進(jìn)入受干擾對象。線(xiàn)間耦合主要是產(chǎn)生干擾電壓及干擾電流的導線(xiàn)或 PCB 線(xiàn) ，因并行布線(xiàn)而產(chǎn)生的相互耦合。電場(chǎng)耦合主要是由于電位差的存在，產(chǎn)生的感應電場(chǎng)對受干擾體產(chǎn)生的耦合。
磁場(chǎng)耦合主要是大電流的脈沖電源線(xiàn)附近產(chǎn)生的低頻磁場(chǎng)對干擾對象產(chǎn)生的耦合。而電磁波耦合，主要是由于脈動(dòng)的電壓或電流產(chǎn)生的高頻電磁波，通過(guò)空間向外輻射，對相應的受干擾體產(chǎn)生的耦合。實(shí)際上，每一種耦合方式是不能?chē)栏駞^分的，只是側重點(diǎn)不同而已。從電磁兼容性的三要素講，要解決開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容性，可從三個(gè)方面入手。
1）減小干擾源產(chǎn)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(kāi)關(guān)電源內部的電磁兼容性時(shí)，可以綜合運用上述三個(gè)方法，以成本效益比及實(shí)施的難易性為前提。對開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的對外干擾，如電源線(xiàn)諧波電流、電源線(xiàn)傳導干擾、電磁場(chǎng)輻射干擾等，只能用減小干擾源的方法來(lái)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(kāi)關(guān)管及整流續流二極管的電壓電流變化率，采用各種軟開(kāi)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(jìn)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(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(kāi)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(lái)解決。
減小開(kāi)關(guān)電源的內部干擾，實(shí)現其自身的電磁兼容性，提高開(kāi)關(guān)電源的穩定性及可靠性，應從以下幾個(gè)方面入手：
· 注意數字電路與模擬電路 PCB 布線(xiàn)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(diǎn)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(diǎn)接地以減小共阻干擾、減小地環(huán)的影響；
· 布線(xiàn)時(shí)注意相鄰線(xiàn)間的間距及信號性質(zhì)，避免產(chǎn)生串擾；減小地線(xiàn)阻抗；減小高壓大電流線(xiàn)路特別是變壓器原邊與開(kāi)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(jìn)行預先一致性測試。
96． SOA 測試是通過(guò)什么數據得到的，可以通過(guò)示波器的什么測量方法得到該數據？
答：SOA 就是**工作區域測量，它是用來(lái)判斷功率器件的可靠性的,當出現短路或啟動(dòng)加電等時(shí)，超過(guò)**工作區域的可能是僅有的幾個(gè)周期，而且這也是不易被察覺(jué)的，但器件受到的影響不至于損壞,但對器件來(lái)說(shuō)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(dòng)分量？
答：確定性抖動(dòng)可以用示波器測量出來(lái)，在示波器上可以讀出上升/下降沿的時(shí)間寬度，根據信號周期可以換算成 UIp-p 即是抖動(dòng)的峰值幅度，如下圖。更詳細的內容可以參考示波器廠(chǎng)家如泰克的相關(guān)資料。
98． 如何區分模擬帶寬和數字實(shí)時(shí)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(gè)固定的值，而數字示波器的帶寬有模擬帶寬和數字實(shí)時(shí)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(shù)所能達到的*高帶寬為示波器的數字實(shí)時(shí)帶寬，數字實(shí)時(shí)帶寬與*高數字化頻率和波形重建技術(shù)因子 K 相關(guān)（數字實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)帶寬則同時(shí)適合重復信號和單次信號的測量。廠(chǎng)家聲稱(chēng)示波器的帶寬能達到多少兆，實(shí)際上指的是模擬帶寬，數字實(shí)時(shí)帶寬是要低于這個(gè)值的。例如說(shuō) TEK 公司的 TES520B 的帶寬為 500MHz，實(shí)際上是指其模擬帶寬為 500MHz，而*高數字實(shí)時(shí)帶寬只能達到 400MHz 遠低于模擬帶寬。所以在測量單次信號時(shí)，一定要參考數字示波器的數字實(shí)時(shí)帶寬，否則會(huì )給測量帶來(lái)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(gè)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(shí)上，這樣做的結果是滿(mǎn)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(lèi)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(jìn)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(xiàn)速度的限制。例如一種 PCI 總線(xiàn)的數字化插卡，數據傳輸率達到 100MB/s，PCI 總線(xiàn)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(xiě)人硬盤(pán)，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(fā)性數據，但這些突發(fā)信號可能很接近。這時(shí)快速地傳輸數據記錄就十分重要，這類(lèi)信號有高重復脈沖頻率（PRF）的掃描雷達、時(shí)間分辨的超聲聲納、飛行時(shí)間的質(zhì)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(yōu)點(diǎn)結合在一起的示波器。當組合示波器被設置成 DSO 時(shí)，用戶(hù)可以用它來(lái)進(jìn)行自動(dòng)參數，測量，存貯采集的波形進(jìn)而制作硬考貝；同時(shí)，在需要的時(shí)候還能具有模擬示波器的無(wú)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(shí)，不管信號重復速率的高低，都可獲得*亮的顯示。
