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示波器测量电源纹波与噪声技术


时间:2015-12-04 作者:五五
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 当前的电子电路(比如电子测量仪器、多媒体产品)的电平切换速度、信号复杂度比以前更高,同时芯片的封装和信号幅值却越来越小,对电源波动更加敏感。因此,电路设计者们比以前会更关心电源端带来的影响。
       以ZDS2024示波器本身为例,内部的主电源为一个开关电源,主板上的电源分配网络要把这个直流电源变成各种电压的直流电源(如:+-5V, +3.3V, +12V等等),给CPU以及各个芯片供电,同时我们的风扇也是随时温度动态的在变化。CPUIC和风扇用电量很大,而且是动态耗电的,瞬时电流可能很大,也可能很小,但是电压必须平稳(即纹波和噪声必须较小),以保持CPUIC的正常工作。这都对电源的平稳性提出了很高的要求。
       所有的数字示波器都使用衰减器和放大器来调整垂直量程。设置衰减以后示波器本身的噪声会被放大。因此,测量噪声时应尽可能使用示波器最灵敏的量程档。但是示波器在最灵敏档下通常不具有足够的偏置范围可以把被测直流电压拉到示波器屏幕中心范围进行测试,因此通常需要利用示波器的AC耦合功能把直流成分滤掉只测量AC成分。
基于同样的原因,在电源测量中也应该尽量使用11的探头而不是示波器标配的101的探头。否则示波器的噪声也会被放大。
       探头带来的噪声是在在衰减器前面耦合进来的,因此无论衰减比设置多少,探头贡献的噪声都是一定的。但是,在某些不正确的使用方法下,探头可能会带来额外的噪声,一个典型的例子就是使用长地线。为了方便测试,示波器的的无源探头通常会使用10cm左右的鳄鱼夹形式的长地线,但是这对于电源纹波的测试却是不适用的,特别是板上存在开关电源的场合。由于开关电源的切换会在空间产生大量的电磁辐射,而示波器探头的长地线又恰恰相当于一个天线,所以会从空间把大的电磁干扰引入测量电路。

关键词:仪器仪表 示波器 测试测量    浏览量:664

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