從上表看，傳統(tǒng)方法一般采用使接地系統(tǒng)無(wú)效的技術(shù)；后端隔離方法，一般采用隔離變壓器的技術(shù)，人為地將信號(hào)公共線與地電位斷開(kāi)；但這種技術(shù)會(huì)有一定的危險(xiǎn)，因?yàn)樗粌H升高了示波器上存在的電壓，增加了操作人員被電擊的可能性，而且還累積了示波器電源變壓器絕緣體上的應(yīng)力，雖不會(huì)立即引發(fā)故障，但可能在將來(lái)引發(fā)電擊或火災(zāi)等危險(xiǎn)。(見(jiàn)圖1)
圖1 采用斷開(kāi)地線的方法進(jìn)行浮動(dòng)測(cè)量對(duì)人和設(shè)備很危險(xiǎn)
圖2 傳統(tǒng)示波器與多通道隔離示波器的原理比較
圖4 用TPS2000進(jìn)行諧波分析
圖5 用TPS2000進(jìn)行功率分析
常用示波器的人們都知道示波器裝有計(jì)算機(jī)I/O端口，比如USB端口或以太網(wǎng)端口，因此基于這一特性使用這些端口來(lái)生成測(cè)試信號(hào)，只需下載合適的軟件(可在許多標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的網(wǎng)站上查找到)來(lái)激活測(cè)試模式，您就擁有了一臺(tái)信號(hào)發(fā)生器，下面小編來(lái)給大家簡(jiǎn)單的講解一下！
這項(xiàng)功能可以提供在示波器上直接進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)這一想法的前提可能需要有些前期的測(cè)試文件。了解集成軟件分析工具中的測(cè)試報(bào)告功能，則可為節(jié)約一些時(shí)間;也可通過(guò)遠(yuǎn)程控制儀表指令自動(dòng)化分析和測(cè)試報(bào)告的操作。即便是基本型示波器也具備針對(duì)文件的省時(shí)功能，比如“保存全部”功能，只需按下一個(gè)按鈕，即可保存截圖、波形數(shù)據(jù)和設(shè)置文件?！ 〔恢拦こ處焸冇龅竭^(guò)這種情況嗎?如果沒(méi)有正確的檢索工具，會(huì)需要在很長(zhǎng)的波形記錄中找到感興趣或需要的事件，這一工作其實(shí)很耗時(shí)。如今，記錄長(zhǎng)度日漸超過(guò)100萬(wàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)，要定位您的事件可能意味著需要瀏覽成千上萬(wàn)個(gè)信號(hào)活動(dòng)屏。用軟件搜索工具可簡(jiǎn)化對(duì)長(zhǎng)記錄的瀏覽。甚至有前置面板控制器，使您可快速進(jìn)行縮放和平移操作，就像用DVR看視頻一樣。還可順便自動(dòng)標(biāo)注每個(gè)定義事件的發(fā)生情況，以便在各事件之間快速移動(dòng)。 示波器的觸發(fā)功能，可以理解為可在信號(hào)中的正確點(diǎn)進(jìn)行同步水平掃描，對(duì)明確的信號(hào)檢定而言，是不可缺少的。觸發(fā)控制器允許您穩(wěn)定重復(fù)波形并捕捉單次觸發(fā)波形。 往往在高速調(diào)試應(yīng)用中，電路可能會(huì)工作99.999%或更長(zhǎng)的時(shí)間。而正是.001%的時(shí)間會(huì)造成您的系統(tǒng)崩潰或正是您需要更詳細(xì)分析波形的一部分。高級(jí)觸發(fā)功能，如AB雙重事件觸發(fā)、窗口觸發(fā)、邏輯認(rèn)證等等都有助于隔離問(wèn)題，速度比在采集后搜索上百萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)樣本快很多。 所謂眼圖，就是通過(guò)它，可以在高速數(shù)字設(shè)計(jì)領(lǐng)域的人識(shí)別出多個(gè)比特相互疊加。那么如何才能在不按順序查看的情況下快速驗(yàn)證上百萬(wàn)個(gè)比特呢?在一張瞬態(tài)圖中，能大致了解會(huì)造成系統(tǒng)運(yùn)行不可靠的時(shí)間變化、噪音、振鈴和其他信號(hào)完整性的影響。大部分示波器用戶都很熟悉這一工具，然而許多人并沒(méi)有意識(shí)到信號(hào)處理和可視化技術(shù)方面的進(jìn)步，從而加深對(duì)這一基本圖形的了解。 通過(guò)眼圖，可基本了解電壓電平和邊緣速率等參數(shù)值。如果再進(jìn)一步延伸這一概念，您可以用BER輪廓線(BERcontours)來(lái)推斷或預(yù)測(cè)誤碼率。
紋波是疊加在直流信號(hào)上的交流干擾信號(hào)，是電源測(cè)試中的一個(gè)很重要的標(biāo)準(zhǔn)。尤其是作特殊用途的電源，如激光器電源，紋波則是其致命要害之一。所以，電源紋波的測(cè)試就顯得極為重要。 電源紋波的測(cè)量方法大致分為兩種：一種是電壓信號(hào)測(cè)量法；另一鐘是電流信號(hào)測(cè)量法。 一般對(duì)于恒壓源或紋波性能要求不大的恒流源，都可以用電壓信號(hào)測(cè)量法。而對(duì)于紋波性能要求高的恒流源則可以用電流信號(hào)測(cè)量法?！ ‰妷盒盘?hào)測(cè)量紋波是指，用示波器測(cè)量疊加在直流電壓信號(hào)上的交流紋波電壓信號(hào)。對(duì)于恒壓源，測(cè)試可以直接用電壓探頭測(cè)量輸出到負(fù)載上的電壓信號(hào)。對(duì)于恒流源的測(cè)試，則一般是通過(guò)使用電壓探頭，測(cè)量采樣電阻兩端的電壓波形。整個(gè)測(cè)試過(guò)程中，示波器的設(shè)置是能否采樣到真實(shí)信號(hào)的關(guān)鍵。 所用的是：配有電壓測(cè)量探頭的TDS1012B示波器?！ y(cè)量之前需要進(jìn)行如下設(shè)置。 1.通道設(shè)置： 耦合：即通道耦合方式的選擇。紋波是疊加在直流信號(hào)上的交流信號(hào)，所以，我們要測(cè)試紋波信號(hào)就可以去掉直流信號(hào)，直接測(cè)量所疊加的交流信號(hào)就好。 寬帶限制：關(guān) 探頭：首先選用電壓探頭的方式。然后選擇探頭的衰減比例。必須與實(shí)際所用探頭的衰減比例保持一致，這樣從示波器所讀取數(shù)才是真實(shí)的數(shù)據(jù)。比如，所用電壓探頭放在×10檔，則此時(shí)，這里的探頭的選項(xiàng)也必須設(shè)置為×10檔?！ ?.觸發(fā)設(shè)置： 類型：邊沿 信源：實(shí)際所選擇的通道，如，準(zhǔn)備用CH1通道進(jìn)行測(cè)試，則此處就應(yīng)該選擇為CH1?！ ⌒甭剩荷仙?。 觸發(fā)方式：如果是在實(shí)時(shí)地觀察紋波信號(hào)，則選擇‘自動(dòng)’觸發(fā)。會(huì)自動(dòng)跟隨實(shí)際所測(cè)信號(hào)的變化，并顯示。這個(gè)時(shí)候，你也可通過(guò)設(shè)置測(cè)量按鈕，實(shí)時(shí)地顯示你所需要的測(cè)量的數(shù)值。但是，如果你想要捕捉某次測(cè)量時(shí)的信號(hào)波形，則需要將觸發(fā)方式設(shè)置為‘正常’觸發(fā)。此時(shí)，還需要設(shè)置觸發(fā)電平的大小。一般當(dāng)你知道你所測(cè)量的信號(hào)峰值時(shí)，將觸發(fā)電平設(shè)置為所測(cè)信號(hào)峰值的1/3處。如果不知道，則觸發(fā)電平可以設(shè)置的稍微小一些?！ ●詈希褐绷骰蚪涣鳌?，一般用交流耦合?！ ?.采樣長(zhǎng)度（秒/格）： 采樣長(zhǎng)度的設(shè)置決定能否采樣到所需要的數(shù)據(jù)。當(dāng)所設(shè)置的采樣長(zhǎng)度過(guò)大時(shí)，就會(huì)漏掉實(shí)際信號(hào)中的高頻成分；當(dāng)所設(shè)置的采樣長(zhǎng)度過(guò)小時(shí)，就只能看到所測(cè)實(shí)際信號(hào)的局部，同樣無(wú)法得到真實(shí)的實(shí)際信號(hào)。所以，在實(shí)際測(cè)量時(shí)，需來(lái)回旋轉(zhuǎn)按鈕，仔細(xì)觀察，直到所顯示波形是真實(shí)的完整的波形。 4.采樣方式： 可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定。如，要求測(cè)量紋波的P-P值，則可以選擇峰值測(cè)量法。采樣次數(shù)也可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定，這與采樣頻率及采樣長(zhǎng)度有關(guān)?！ ?.測(cè)量： 通過(guò)選擇對(duì)應(yīng)通道的峰值測(cè)量，示波器就可以幫你把所需要的數(shù)據(jù)及時(shí)顯示出來(lái)。同時(shí)也可以選擇對(duì)應(yīng)通道的頻率、最大值、均方根值等?！ ⊥ㄟ^(guò)對(duì)示波器進(jìn)行合理設(shè)置和規(guī)范的操作，一定可以得到所需的紋波信號(hào)。但是，在測(cè)量過(guò)程中一定要注意防止其它信號(hào)對(duì)于示波器探頭自身的干擾，以免所測(cè)量的信號(hào)不夠真實(shí)。 通過(guò)電流信號(hào)測(cè)量法測(cè)量紋波值是指，測(cè)量疊加在直流電流信號(hào)上的交流紋波電流信號(hào)。對(duì)于紋波指標(biāo)要求比較高的恒流源，即要求紋波比較小的恒流源，采用電流信號(hào)直接測(cè)量法可以得到更加真實(shí)紋波信號(hào)。與電壓測(cè)量法不同的是，這里還用到了電流探頭。比如，繼續(xù)用上述的示波器，再加一個(gè)電流放大器和一個(gè)電流探頭。此時(shí)，只需用電流探頭夾住輸出到負(fù)載的電流信號(hào)，就可以進(jìn)行電流測(cè)量法來(lái)測(cè)量輸出電流的紋波信號(hào)了。與電壓測(cè)量法一樣，整個(gè)測(cè)試過(guò)程中，示波器及電流放大器的設(shè)置是能否采樣到真實(shí)信號(hào)的關(guān)鍵?！ ∑鋵?shí)，用這種方法測(cè)量時(shí)，示波器的基本設(shè)置及用法與上述相同。不同的是，通道設(shè)置中探頭的設(shè)置有所不同。在這里，需要選則電流探頭的方式。然后，選擇探頭的比例，必須與放大器所設(shè)置的這個(gè)比例相同，這樣從示波器所讀取數(shù)才是真實(shí)的數(shù)據(jù)。比如，所用放大器的這個(gè)比例設(shè)置為5A/V，則此時(shí)示波器的這一項(xiàng)也需設(shè)置為5A/V。至于電流放大器的耦合方式，當(dāng)示波器的通道耦合已經(jīng)選擇為交流耦合時(shí)，則這里選擇交流或直流都可以?！ ⌒枰⒁獾氖?，用這種方法時(shí)，需先打開(kāi)示波器，然后再打開(kāi)電流放大器。且記得在使用前對(duì)電流探頭先消磁?！ ×硗?，測(cè)量電源紋波本身有一定技巧性。不當(dāng)使用示波器測(cè)量電源紋波首先是使用了接地線很長(zhǎng)的示波器探針；其二是讓由探針和接地線形成的回路靠近功率變壓器和開(kāi)關(guān)元件；最后是允許在示波器探針和輸出電容之間形成額外的電感。其結(jié)果帶來(lái)的問(wèn)題是在測(cè)得的紋波波形中攜帶了拾取的高頻成分?！ ≡陔娫粗杏性S多很容易耦合到探針中的高速的、大電壓和電流信號(hào)波形，其中包括來(lái)自功率變壓器的磁場(chǎng)耦合、來(lái)自開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)的電場(chǎng)耦合、以及由變壓器交繞（interwinding）電容產(chǎn)生的共模電流?！ 〔捎谜_的測(cè)量技術(shù)可切實(shí)改善紋波測(cè)量的結(jié)果。首先，通常會(huì)規(guī)定紋波的帶寬上限，以避免拾取超出紋波帶寬上限的高頻噪聲，應(yīng)該給用于測(cè)量的設(shè)定合適的帶寬上限。其次，可以通過(guò)摘掉探針的“帽子”來(lái)去掉接地長(zhǎng)引線形成的天線。我們把一段短線繞在探針接地引線周圍，并使之與電源地相連接。這樣做附帶的好處是縮短暴露在電源附近高強(qiáng)度電磁輻射中的探針長(zhǎng)度，從而進(jìn)一步減少高頻拾取?！ ∽詈?，在隔離電源中，真正的共模電流是由在探針接地引線中流動(dòng)的電流產(chǎn)生的，這就使得在電源地和示波器地之間產(chǎn)生電壓降，表現(xiàn)為紋波。要抑制這個(gè)紋波，需要在電源設(shè)計(jì)中仔細(xì)考慮共模濾波問(wèn)題?！ 〈送?，把把示波器引線繞在鐵芯上可減小這個(gè)電流，因?yàn)檫@樣會(huì)形成一個(gè)不影響差分電壓測(cè)量、但可降低由共模電流產(chǎn)生的測(cè)量誤差的共模電感?？梢钥吹?，高頻尖刺已幾乎消除?！ ∈聦?shí)上，當(dāng)電源集成到系統(tǒng)中之后，電源紋波性能甚至?xí)?。在電源和系統(tǒng)其它部分之間幾乎總會(huì)存在一定量的電感。電感可能是由導(dǎo)線或在印刷線路板上的蝕刻線形成的，而在芯片附近總會(huì)有作為電源負(fù)載的附加旁路電容，這兩者形成低通濾波效應(yīng)并進(jìn)一步降低電源紋波和/或高頻噪聲。 舉一個(gè)極端的例子，由電感量為15nH的長(zhǎng)一英寸的短線和電容量10μF的旁路電容構(gòu)成的濾波器，其截止頻率為400kHz。該實(shí)例意味著能大幅減少高頻噪聲。該濾波器的截止頻率比電源紋波頻率低很多倍，可以切實(shí)降低紋波。聰明的工程師應(yīng)該在測(cè)試過(guò)程中設(shè)法利用它。
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