示波器是測(cè)量電源紋波和電源噪聲的必備工具,但在實(shí)際的測(cè)量中,如何選擇合適的帶寬呢,下面就給大家說說。
帶寬是示波器的較為重要的一個(gè)指標(biāo),理論上來說,只要帶寬覆蓋被測(cè)信號(hào)能量的99.9%,測(cè)量的誤差可以小于3%,即是合適的帶寬。因此,業(yè)界也存在著多個(gè)帶寬選擇法則,例如:5倍法則、三倍正弦波頻率、 1.8倍法則 、1/3法則。針對(duì)不同的測(cè)量信號(hào)和測(cè)量要求適用不同的法則。
根據(jù)上升時(shí)間和帶寬的關(guān)系,似乎可以得出結(jié)論,帶寬越高,測(cè)量的誤差越小。
但實(shí)際上,具體的應(yīng)用中并非如此。因?yàn)?,示波器畢竟不是一個(gè)理想的儀器,測(cè)量系統(tǒng)本身有噪聲。這些噪聲包括放大器的噪聲, ADC的噪聲,有源探頭的噪聲,探頭地線感應(yīng)的空間輻射噪聲及地環(huán)路耦合的傳導(dǎo)噪聲從信噪比的角度理解,只有當(dāng)被測(cè)信號(hào)的能量 遠(yuǎn)大于示波器測(cè)量系統(tǒng)本身帶來的噪聲能量的 時(shí)候即信噪比足夠大的時(shí)候,選擇的帶寬才是 合適的。
電源紋波測(cè)量的帶寬選擇取決于電源開關(guān)管的上升時(shí)間,測(cè)量紋波的帶寬等于測(cè)量開關(guān)管的帶寬 。一般功率小的電源開關(guān)頻率可以達(dá)到1MHz甚至更大,對(duì)應(yīng)的開關(guān)管的上升時(shí)間越小。功率大的電源開關(guān)管開關(guān)頻率小,只有100KHz甚至更小,上升時(shí)間大。但是多數(shù)開關(guān)管MOSFET上升時(shí)間達(dá)100ns。即使開關(guān)管上升時(shí)間只有30ns,1/3的上升時(shí)間也有10ns,而100MHz的示波器的上升時(shí)間只有3.5ns。因此,用100MHz帶寬示波器測(cè)量開關(guān)電源的開關(guān)管是足夠的。事實(shí)上,很少有開關(guān)管上升時(shí)間只有30ns的,限制帶寬到20MHz就足夠了。這也是很多人所說的“在測(cè)量電源紋波時(shí)需要將示波器帶寬限制為20MHz”的道理。
儀器操作人員的安全和儀器安全,儀器在安全范圍內(nèi)正常工作,保證測(cè)量波形準(zhǔn)確、數(shù)據(jù)可靠。因此,在儀器使用中應(yīng)注意: 1、通用通過調(diào)節(jié)亮度和聚焦旋鈕使光點(diǎn)直徑最小以使波形清晰,減小測(cè)試誤差;不要使光點(diǎn)停留在一點(diǎn)不動(dòng),否則束轟擊一點(diǎn)宜在熒光屏上形成暗斑,損壞熒光屏。 2、測(cè)量系統(tǒng)-例如示波器、信號(hào)源;打印機(jī)、計(jì)算機(jī)等設(shè)備等。被測(cè)電子設(shè)備-例如儀器、電子部件、電路板、被測(cè)設(shè)備供電等設(shè)備接地線必須與公共地(大地)相連。 3、TDS200/TDS1000/TDS2000系列數(shù)字示波器配合探頭使用時(shí),只能測(cè)量(被測(cè)信號(hào)-信號(hào)地就是大地,信號(hào)端輸出幅度小于300VCATII)信號(hào)的波形。絕對(duì)不能測(cè)量市電AC220V或與市電AC220V不能隔離的電子設(shè)備的浮地信號(hào)。(浮地是不能接大地的,否則造成儀器損壞,如測(cè)試電磁爐。) 4、通用示波器的外殼,信號(hào)輸入端BNC插座金屬外圈,探頭接地線,AC220V電源插座接地線端都是相通的。如儀器使用時(shí)不接大地線,直接用探頭對(duì)浮地信號(hào)測(cè)量,則儀器相對(duì)大地會(huì)產(chǎn)生電位差;電壓值等于探頭接地線接觸被測(cè)設(shè)備點(diǎn)與大地之間的電位差。這將對(duì)儀器操作人員、示波器、被測(cè)電子設(shè)備帶來嚴(yán)重安全危險(xiǎn)。 5、用戶如須要測(cè)量(開關(guān)電源初級(jí),控制電路)、UPS(不間斷電源)、電子整流器、節(jié)能燈、等類型產(chǎn)品或其它與市電AC220V不能隔離的電子設(shè)備進(jìn)行浮地信號(hào)測(cè)試時(shí),必使用DP100高壓隔離差分探頭。 除此之外,熱電子儀器還要避免頻繁開機(jī)、關(guān)機(jī),并且關(guān)機(jī)前先將輝度調(diào)節(jié)旋鈕沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)到底,使亮度減到最小,然后再斷開電源開關(guān)。