如何精確的進(jìn)行測(cè)量開(kāi)關(guān)電源紋波
電源的紋波測(cè)試
以20M示波器帶寬為限制標(biāo)準(zhǔn),電壓設(shè)為PK-PK(也有測(cè)有效值的),去除示波器控頭上的夾子與地線(因?yàn)檫@個(gè)本身的夾子與地線會(huì)形成環(huán)路,像一個(gè)天線接收雜訊,引入一些不必要的雜訊),使用接地環(huán)(不使用接地環(huán)也可以,不過(guò)要考慮其產(chǎn)生的誤差),在探頭上并聯(lián)一個(gè)10UF電解電容與一個(gè)0.1UF瓷片電容,用示波器的探針直接進(jìn)行測(cè)試;如果示波器探頭不是直接接觸輸出點(diǎn),應(yīng)該用雙絞線,或者50Ω同軸電纜方式測(cè)量
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最好用電流信號(hào)測(cè)量法。
電壓信號(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。
所用的儀器是:配有電壓測(cè)量探頭的TDS1012B示波器。測(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。
2.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。
斜率:上升。
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)。示波器會(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?!|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。
耦合:直流或交流…?(似乎沒(méi)什么區(qū)別)
3.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,則最好選擇峰值 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)。
5.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。
通過(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。
其實(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。需要注意的是,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。
如何進(jìn)行電源紋波的精確測(cè)量
在圖 1 所示的示例中,一名初級(jí)工程師完全錯(cuò)誤地使用了一臺(tái)示波器。他的第一個(gè)錯(cuò)誤是使用了一支帶長(zhǎng)接地引線的示波器探針;他的第二個(gè)錯(cuò)誤是將探針形成的環(huán)路和接地引線均置于電源變壓器和開(kāi)關(guān)元件附近;他的最后一個(gè)錯(cuò)誤是允許示波器探針和輸出電容之間存在多余電感。該問(wèn)題在紋波波形中表現(xiàn)為高頻拾取。在電源中,存在大量可以很輕松地與探針耦合的高速、大信號(hào)電壓和電流波形,其中包括耦合自電源變壓器的磁場(chǎng),耦合自開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)的電場(chǎng),以及由變壓器互繞電容產(chǎn)生的共模電流。
1.使用了接地線很長(zhǎng)的示波器探針。
2.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。
3.允許在示波器探針和輸出電容之間形成額外的電感。