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超實(shí)用!100個(gè)示波器基礎(chǔ)知識(shí)問答


  來源: EDN電子技術(shù)設(shè)計(jì) 時(shí)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(shí),可以綜合運(yùn)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(duì)開關(guān)電源產(chǎn)生的對(duì)外干擾,如電源線諧波電流、電源線傳導(dǎo)干擾、電磁場(chǎng)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(qiáng)輸入輸出濾波電路的設(shè)計(jì),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?fù)浼翱刂品绞降取?

另一方面,加強(qiáng)機(jī)殼的屏蔽效果,改善機(jī)殼的縫隙泄漏,并進(jìn)行良好的接地處理。而對(duì)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(duì) 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(shí)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(gè)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(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;

· 布線時(shí)注意相鄰線間的間距及信號(hào)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(cè)試方案就可以對(duì)電流諧波按 EN61000-3-2 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行預(yù)先一致性測(cè)試。


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

答:SOA 就是安全工作區(qū)域測(cè)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(dòng)加電等時(shí),超過安全工作區(qū)域的可能是僅有的幾個(gè)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(duì)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(cè)試抖動(dòng)分量?

答:確定性抖動(dòng)可以用示波器測(cè)量出來,在示波器上可以讀出上升/下降沿的時(shí)間寬度,根據(jù)信號(hào)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(xì)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(shí)時(shí)帶寬?

答:帶寬是示波器最重要的指標(biāo)之一。模擬示波器的帶寬是一個(gè)固定的值,而數(shù)字示波器的帶寬有模擬帶寬和數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬兩種。數(shù)字示波器對(duì)重復(fù)信號(hào)采用順序采樣或隨機(jī)采樣技術(shù)所能達(dá)到的最高帶寬為示波器的數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬,數(shù)字實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)帶寬= 最高數(shù)字化速率/K),一般并不作為一項(xiàng)指標(biāo)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(hào)的測(cè)量,而數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬則同時(shí)適合重復(fù)信號(hào)和單次信號(hào)的測(cè)量。廠家聲稱示波器的帶寬能達(dá)到多少兆,實(shí)際上指的是模擬帶寬,數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬是要低于這個(gè)值的。例如說 TEK 公司的 TES520B 的帶寬為 500MHz,實(shí)際上是指其模擬帶寬為 500MHz,而最高數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬只能達(dá)到 400MHz 遠(yuǎn)低于模擬帶寬。所以在測(cè)量單次信號(hào)時(shí),一定要參考數(shù)字示波器的數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬,否則會(huì)給測(cè)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(jí)數(shù)字化足夠表達(dá)一個(gè)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(chǔ)示波器(DSO)作為數(shù)字化儀,特別對(duì)于高速信號(hào),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(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(hào)后再捕獲更多信號(hào)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(jìn)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(hào)。


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(chǔ)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(dá)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(hào)可能很接近。這時(shí)快速地傳輸數(shù)據(jù)記錄就十分重要,這類信號(hào)有高重復(fù)脈沖頻率(PRF)的掃描雷達(dá)、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(jì)數(shù)等應(yīng)用。


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