紋波測(cè)量

71．開關(guān)電源輸出電壓的紋波是一個(gè)重要的指標(biāo)，如何正確使用示波器來測(cè)量這個(gè)指標(biāo)？

答：紋波的定義是附著于直流電平之上的包含周期性與隨機(jī)性成分的雜波信號(hào)，英文稱為 PARD （Periodic And Random Deviation）。它的定義是雜波的峰峰值。測(cè)量紋波要注意的事項(xiàng)：示波器探頭地線會(huì)帶來很大紋波，應(yīng)該拔掉地線直接使用探頭內(nèi)地線進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)然，的測(cè)量方法是使用50歐姆終端電阻，用BNC電纜直接聯(lián)結(jié)到示波器，這里應(yīng)該注意該50歐姆電阻要考慮功耗，可能要大功率電阻。相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求，比如是否要分出周期性工頻紋波和開關(guān)紋波，高頻噪聲等。再比如，測(cè)量頻率是否要限制在20MHz以下。

72．測(cè)紋波時(shí)有很大一部分是５０赫茲的周期性尖脈沖，負(fù)載電流越大，脈沖幅度越大，有哪些具體的解決辦法？

答：在泰克功率測(cè)量系統(tǒng)中，當(dāng)進(jìn)行紋波測(cè)量時(shí)，我們可以選擇工頻紋波測(cè)試或開關(guān)紋波測(cè)試，這樣就可自動(dòng)濾掉不相關(guān)頻率的紋波，比如：選擇測(cè)試200KHz的紋波，那么示波器將會(huì)自動(dòng)對(duì)其他頻率成分進(jìn)行濾波。

73．測(cè)量紋波時(shí)怎樣去除在紋波上的噪聲，比如工頻噪聲？

答：紋波上的噪聲可通過TDS5000示波器在捕獲模式中的高分辯率捕獲模式就可以去除這些隨機(jī)的噪聲。紋波分兩種一種是工頻的，100HZ，一種是開關(guān)紋波。TEK推出的TDSPWR2就能把這兩種紋波分離后分別測(cè)量得出結(jié)果。

74．測(cè)試開關(guān)電源的紋波與噪音時(shí)，是否要在專門的實(shí)驗(yàn)室里才可以？

答：當(dāng)然如果有專門的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行紋波測(cè)量是的。在不具備這個(gè)條件的時(shí)候應(yīng)當(dāng)注意的問題有：

①    示波器應(yīng)該有良好的接地；

②    如果測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)有帶寬限制的要求，應(yīng)該打開TDS430A中的20MHz帶寬限制；

③    使用示波器的交流耦合；

④    使用BNC電纜，并用TDS430A的50歐姆輸入阻抗檔進(jìn)行測(cè)量（這時(shí)可能需要50歐姆的大功率負(fù)載，BNC適配器或者制作測(cè)試夾具）

為提高測(cè)量精度，不應(yīng)該使用示波器的探頭，示波器探頭的地線會(huì)引入比較大的噪聲。

75．如何使用示波器測(cè)量一些低紋波電源的輸出紋波值？比如測(cè)量1.8V的輸出紋波，一般都標(biāo)稱輸出紋波小于20mV，如何用示波器來驗(yàn)證？而普通示波器即使直接探頭接探頭地夾的噪聲就有二三十毫伏了。

答：這個(gè)的問題很有代表性。要用到高共模抑制比的電壓差分探頭，它能工作在高噪聲環(huán)境中。

76．怎樣用數(shù)字示波器查看和讀出所顯示的波形的周期？

答：所有的數(shù)字示波器都支持波形周期測(cè)量，從提高測(cè)試精度的角度出發(fā)，如果使用的是5462x/5464x （54645除外），可在其測(cè)量參數(shù)中選擇Counter，其內(nèi)嵌硬件頻率計(jì)數(shù)器會(huì)被啟動(dòng)進(jìn)行的頻率測(cè)量（5 digit），若使用的是其他型號(hào)示波器，盡量讓示波器屏幕顯示一個(gè)周期的信號(hào)，幅值盡量滿刻度，這時(shí)測(cè)量精度一般較好，可以用示波器的自動(dòng)測(cè)量功能，也可用光標(biāo)手動(dòng)測(cè)量。

77．在開發(fā)當(dāng)中碰到一個(gè)問題，在樣板機(jī)上加改功能，檢測(cè)樣板的聲頻，數(shù)據(jù)輸出，觸發(fā)信號(hào)等等，檢測(cè)的結(jié)果跟設(shè)計(jì)的結(jié)果差不多一樣，為什么樣板聲音清晰，顯示準(zhǔn)確，而成品的聲音有時(shí)候是可以接受，但是有時(shí)候不行？

答：實(shí)際被測(cè)對(duì)象的聲音有時(shí)可以接受，有時(shí)不行，但示波器上的波形顯示看不出什么問題，或示波器顯示數(shù)據(jù)和被測(cè)對(duì)象上的數(shù)據(jù)相差很遠(yuǎn)。往往是示波器和您的被測(cè)對(duì)象沒有同步造成的。可嘗試下面的方法：

聲音信號(hào)通常為低速信號(hào)，可讓示波器工作在滾動(dòng)方式下，觀察信號(hào)出現(xiàn)問題時(shí)，手動(dòng)停止波形采集，并進(jìn)行分析。

在時(shí)域中觀察聲音信號(hào)往往不太全面，安捷倫的動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀在很多時(shí)候是更好的選擇，但若沒有該儀器，可結(jié)合示波器的FFT功能從頻域觀察。

嘗試用示波器的觸發(fā)功能，若手邊有混合信號(hào)示波器（54xxxD），可結(jié)合其邏輯通道定義觸發(fā)條件（如類似邏輯分析儀的狀態(tài)觸發(fā)，順序觸發(fā)）。

78．如何tds3012示波器進(jìn)行時(shí)鐘抖動(dòng)測(cè)試？

答：在泰克的開放平臺(tái)示波器中（比如TDS7000，TDS5000）有專門的抖動(dòng)測(cè)量軟件，可以進(jìn)行全面的抖動(dòng)測(cè)量（比如Rj，Dj等）。在TDS3012中只能通過無限余輝對(duì)信號(hào)進(jìn)行比較長(zhǎng)時(shí)間的累計(jì)測(cè)量。另外，一般頻率比較高的時(shí)鐘才需要測(cè)量抖動(dòng)。一般示波器測(cè)量信號(hào)的原則是：示波器的帶寬應(yīng)該是信號(hào)zui高頻率的5倍，如果上升時(shí)間比較快的方波可能需要示波器帶寬是信號(hào)頻率的10倍甚至更高。所以建議采用更高帶寬，開發(fā)平臺(tái)的示波器。

79．在AC/DC開關(guān)電源中如何用示波器進(jìn)行功率因數(shù)測(cè)量？

答：其實(shí)使用示波器測(cè)量功率因數(shù)就是測(cè)量電壓與電流之間的相位差即cosφ，同時(shí)泰克TDS5000功率測(cè)試系統(tǒng)也自動(dòng)對(duì)PFC的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量（如：THD,True Power,Apparent Power,Power Factor等）。

80．用泰克示波器的FFT功能可以看到開關(guān)電源的輻射的頻率及幅度，但是這里面的幅度的值與認(rèn)證中心的值的概念是一樣嗎？假如不是，怎樣轉(zhuǎn)換？而且，假如在看波形時(shí)選不同的V/DIV，在FFT狀態(tài)下有不同的幅度，是否正常？---我用的型號(hào)是TDS1012。

答：使用示波器的FFT功能測(cè)得的幅值只能作為定性的分析，而不能作為定量的分析，因此只具備參考價(jià)值，如果希望對(duì)頻譜幅度進(jìn)行分析可選擇Blackman-Harris窗口，這樣效果會(huì)好一些；當(dāng)轉(zhuǎn)換V/div時(shí)一定會(huì)對(duì)FFT的幅值產(chǎn)生影響，因?yàn)檫@是受到示波器本身的ADC的分辨率限制，所以為了提高測(cè)量精度，一般會(huì)選擇將波形盡可能占滿整個(gè)屏幕（但決不能超出屏幕），也就是選擇較小的V/div檔位。

81．選擇什么型號(hào)的示波器可有效提高設(shè)計(jì)效率？

答：示波器發(fā)展到現(xiàn)階段，已把數(shù)據(jù)分析提高到重要的位置。使用示波已不僅僅是在調(diào)試中觀察波形，更重要的是能很好的在設(shè)計(jì)中分析計(jì)算器件參數(shù)，幫助大家優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。選擇什么樣的示波器要結(jié)合您所要觀察分析的信號(hào)決定。

82．如何用示波器測(cè)試視頻參數(shù)（包括視頻輸出電平、水平清晰度、亮度幅頻響應(yīng)、色度幅頻響應(yīng)、亮度信噪比、色度信噪比、亮度非線形失真等等視頻參數(shù)）？

答：泰克TDS3000B系列示波器加上TDS3VID或TDS3SDI以及TDS5000系列示波器均提供強(qiáng)大的視頻測(cè)量功能，甚至包括模擬HDTV功能，以及內(nèi)置矢量示波器能力，幫助你去分析各種視頻參數(shù)。

83．在高頻端，如何判斷示波器探頭本身的阻抗對(duì)信號(hào)的影響？

答：示波器的探頭都有特定的指標(biāo)，可以參照探頭的等效阻抗－頻率圖確定探頭在頻率點(diǎn)的等效阻抗。關(guān)于探頭，泰克有專門的文章叫做《探頭ABC》。

84．為什么用泰克示波器測(cè)試30MHz時(shí)鐘的波形振鈴要比安杰侖的大的多（示波器探頭是250MHz的）？

答：測(cè)量狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，只需采用示波器的自動(dòng)觸發(fā)方式，將電壓和電流的波形設(shè)置為比較理想的顯示方式。如果使用TDS5000，還可調(diào)節(jié)resolution旋鈕將采樣率調(diào)至合適檔位（一般為信號(hào)頻率的10倍左右）。然后利用PWR2軟件對(duì)被測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算。對(duì)于MOSFET我們選擇Vds和Ids作為被測(cè)信號(hào)IGBT選擇Vce和Ice作為被測(cè)信號(hào)。

當(dāng)用數(shù)字示波器測(cè)試開關(guān)電源時(shí), 可否預(yù)先設(shè)置限制參數(shù)（如測(cè)試時(shí)間,每次采樣數(shù)）如何用泰克示波器實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)電源狀態(tài)變換的測(cè)試。連接方式（可舉例），示波器按鍵的設(shè)置，必要的注意事項(xiàng)。

85．在設(shè)計(jì)軟開關(guān)PWM變換器時(shí)（如PWM半橋開關(guān)變換器），怎樣用示波器觀察MOSFET Vt/It 軌跡？

答：首先示波器要有通道間的時(shí)延校正功能，這樣進(jìn)行相關(guān)數(shù)學(xué)運(yùn)算時(shí)才能保證基本的準(zhǔn)確性。使用高壓差分電壓探頭及電流探頭測(cè)量。TEK推出的功率測(cè)試方案中就可以動(dòng)態(tài)的觀察MOSFET的整個(gè)工作過程。

86．輸出電容和輸出電感的選擇應(yīng)該根據(jù)負(fù)載的供電需求確定，那對(duì)于L和C值都應(yīng)該按照datasheet上的確定的公式套用嗎？如果按照公式推算出來的值在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)了問題，那么我們應(yīng)該根據(jù)什么來更換呢？

答：不同拓樸的輸出扼流圈及輸出濾波電容的計(jì)算公式是不同的，應(yīng)該按自己所選的電路結(jié)構(gòu)選擇合適的計(jì)算公式。輸出電容的大小主要由輸出紋波電壓要抑制為幾毫伏決定。這就要計(jì)算出ESR,然后可按廠家提供的DATASHEET選擇。但選電容時(shí)還要考慮負(fù)載的變化、電流變化范圍、輸出電感感量等等，因?yàn)樗鼈儠?huì)使電容特性改變。

87．目前，HID疝氣燈已經(jīng)廣泛用在一些轎車大燈上，但在HID燈安定器的高壓電路設(shè)計(jì)中，發(fā)現(xiàn)由于高壓回收速度不夠快，造成有時(shí)點(diǎn)燈不暢。如何解決？

答：HID疝氣燈一般都有一個(gè)二次擊穿的過程，然后大燈趨于穩(wěn)定的工作狀態(tài)；首先要對(duì)二次擊穿進(jìn)行有效的控制方可保證其穩(wěn)定工作，量測(cè)二次擊穿只需使用TDS5000的長(zhǎng)記錄長(zhǎng)度，進(jìn)行單次觸發(fā)捕獲其波形，然后分別測(cè)量一次擊穿和二次擊穿的峰值電壓以及其脈沖寬度，再測(cè)量?jī)纱螕舸┟}沖間的時(shí)間即可，根據(jù)實(shí)際狀況看看以上參數(shù)是否滿足設(shè)計(jì)要求。

88．如果使用探頭和虛擬儀器，可以在PC機(jī)上顯示出波形。同時(shí)，各種各樣的計(jì)算都可以輕松實(shí)現(xiàn)。TEK5000系列和虛擬儀器有何本質(zhì)區(qū)別？

答：DS5000雖然是一臺(tái)基于Windows 2000的示波器，但實(shí)際上它是分成兩個(gè)重要部分的，首先他具有一個(gè)真正意義上的示波器采集和處理的部分，這部分的數(shù)據(jù)處理是通過示波器本身的一個(gè)專業(yè)處理器進(jìn)行的，而Windows2000的計(jì)算機(jī)平臺(tái)只是對(duì)示波器采集下來的數(shù)據(jù)（內(nèi)部通過PCI總線通訊）進(jìn)行一些后臺(tái)分析計(jì)算處理，這部分與示波器本身的顯示并無。

而所謂的虛擬儀器（大多為PC插卡式的），它通過一個(gè)數(shù)據(jù)采集卡（一般速度很慢）將外界的信號(hào)采入計(jì)算機(jī)內(nèi)部，通過計(jì)算機(jī)自身的CPU對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，它是一種廉價(jià)的解決方案，它的致命弱點(diǎn)是沒有任何溯源性（它受計(jì)算機(jī)主機(jī)的影響太大，不同主機(jī)導(dǎo)致的測(cè)試結(jié)果有較大的誤差），我們知道測(cè)試儀器的一致性是決定測(cè)試結(jié)果成敗的關(guān)鍵。

89．如何減小DC-DC變壓器的熱損，在設(shè)計(jì)變壓器時(shí)應(yīng)注意那些問題？對(duì)變壓器的外圍電路有何要求？

答：應(yīng)遵循磁通復(fù)位的原則。設(shè)計(jì)變壓器無非要選擇磁芯規(guī)格及尺寸、計(jì)算占空比、磁感應(yīng)增量、原,副邊的匝數(shù)。在實(shí)驗(yàn)中校對(duì)zui壞情況下的磁飽和的情況。

90．在開關(guān)電源的設(shè)計(jì)中常會(huì)遇到的棘手問題是效率問題。而整機(jī)的效率很大程度上取決與開關(guān)管的損耗，在我們的電路和器件選定后，開關(guān)管的開關(guān)波形測(cè)量很重要，可以根據(jù)它的數(shù)據(jù)來判斷和改善開關(guān)工作狀態(tài)。那么在利用示波器進(jìn)行這項(xiàng)測(cè)試時(shí)應(yīng)該如何正確操作和注意哪些問題呢？

答：開關(guān)電源中有兩大主題：提率和提高可靠性。效率就要測(cè)損耗，損耗主要集中在開關(guān)管和磁性元件上，為此我們應(yīng)該通過示波器測(cè)量開通損耗、截止損耗、導(dǎo)通損耗，同樣的對(duì)變壓器和電感能測(cè)量其磁芯損耗和動(dòng)態(tài)電感。