100個示波器基礎知識問答,快收藏~

資料大小: 274.93KB

所需積分: 0

下載次數:

用户評論: 0條評論,查看

上傳日期: 2021-03-13

上 傳 者: 發燒友他上傳的所有資料

資料介紹

標籤:示波器(2247)

1.對一個已設計完成的產品,如何用示波器經行檢測分析其可靠性?

答:示波器早已成為檢測電子線路最有效的工具之一,通過觀察線路關鍵節點的電壓電流波形可以直觀地檢查線路工作是否正常,驗證設計是否恰當。這對提高可靠性極有幫助。當然對波形的正確分析判斷有賴於工程師自身的經驗。

2.決定示波器探頭價格的主要因素是什麼?

答:示波器的探頭有非常多的種類,不同的性能,比如高壓,差分,有源高速探頭等等,價格也從幾百人民幣到接近一萬美元。價格的主要決定因素當然是帶寬和功能。探頭是示波器接觸電路的部分,好的探頭可以提供測試需要的保真度。為做到這一點,即使無源探頭,內部也必須有非常多的無源器件補償電路(RC網絡)。

3.一般的安捷倫示波器探頭的使用壽命有多長時間?探頭需不需要定期的標定?

答:示波器的探頭壽命不好説,取決於使用環境和方法。標準對於探頭沒有明確的計量規定,但是對於無源探頭,至少在更換探頭,探頭交換通道的時候,必須進行探頭補償調整。所有有源探頭在使用前應該有至少20分鐘的預熱,有的有源探頭和電流探頭需要進行零點漂移調整。

4.什麼是示波器的實時採樣率?

答:實時採樣率是指示波器一次採集(一次觸發)採樣間隔的倒數。據瞭解,目前業界的最高水平是四個通道同時使用。

5.什麼是示波器的等效時間採樣?

答:等效時間採樣指的是示波器把多次採集(多次觸發)採集到的波形拼湊成一個波形,每次採樣速率可能很慢,兩次採集觸發點有一定的偏移,最後形成的兩個點間的最小採樣間隔的倒數稱為等效採樣速率。其指標可以達到很高,如1ps。

6.什麼是功率因數?如何如何測量

答:功率因數:在直流電路里,電壓乘電流就是有功功率。但在交流電路里,電壓乘電流是視在功率,而能起到作功的一部分功率(即有功功率)將小於視在功率。有功功率與視在功率之比叫做功率因數,以COSΦ表示,其實最簡單的測量方式就是測量電壓與電流之間的相位差,得出的結果就是功率因數。

7.如何表達和測試功率密度?

答:功率密度就是單位體積裏的功率,一般電源裏用W/in3。

8.有無辦法利用示波器測出高頻變壓器電感磁芯的工作情況?

答:TEK推出的功率測試方案裏就有一項功能——B-H曲線的分析,它能反應磁芯的工作狀態,還能測出動態電感值,並得出磁芯損耗。

9.開關電源的噪聲有多種如佈線不合理引起的交叉干擾、電感漏磁、二極管反向尖峯...等引起噪聲,如何用示波器鑑別?

答:TEK的TDS5000示波器上有頻域分析、分析噪聲的頻率段就能分析出噪聲的種類,才好用相應的處理方法。示波器只能提供數據分析和波段形顯示。

10.用力科示波器怎樣可以測試到開頭電源的幅射?

答:開關電源存在幅射干擾,一般做法是設法探出干擾源,然後再去屏蔽它。用示波器可以傅立葉變換的功能分析其頻率成份構成,根據頻率範圍,從而判斷干擾的種類。

11.在反激式電源設計過程當中,經常會因為變壓器漏感大,而使變壓器的轉換效率降低,繞制時採用初級中間夾繞次級的方式仍然不大理想。變壓器繞制有什麼技巧嗎?

答:將大功率的輸出繞組繞在裏面,儘量靠近原邊,加強偶合。

12.有沒有能分析開關損耗的示波器?

答:泰克的電源測試系統即TDS5000系列數字熒光示波器加上TDSPWR2功率分析軟件就可以輕鬆的分析開關損耗以及每週期的功率損耗甚至包括RDSON。

13.示波器能否進行傅立葉分解?

答:現代數字示波器大多具有FFT功能,其中上述系統甚至可以按EN61000-3-2標準對電流諧波進行預測試。

14.示波器能否進行濾波處理?如對PWM波進行低通濾波?

答:TDS5000可以進行20MHz,150MHz低通濾波,還可以進行一種稱之為高分辨率採集的數字低通濾波,在此種模式中採樣點的垂直分辨率可從8bits提高到12bits,上述系統可以輸出像比如PWM這樣的信號按照脈寬變化的趨勢的類似正弦波波形。

15.使用數字示波器時,對B觸發和觸發電平的設置與被測信號有什麼原則?

答:泰克的示波器支持A,Btrigger功能,簡單説就是可以雙事件序列觸發,當選擇A-Bseq時,A事件作為主觸發,配合B事件捕獲複雜的波形。觸發方法為A事件arm觸發系統,當定義的B事件出現時在B事件處觸發。具體詳細的觸發説明,請參考示波器的手冊。

16.如何用TDS3052B測量載波頻率為幾十K,調製波頻率為電源頻率的已調波的最大值?

答:工頻輸入可能為低頻的50Hz/60Hz,同時載波為幾十K,一個工頻週期為20ms左右,如果示波器需要觀測20ms信號,即示波器的duraTIon採集窗口至少為2ms/div×10格,同時根據幾十k的載波信號,確定示波器的採樣率。最後可以估算出需要的採集內存長度,判斷是否能夠滿足測試要求。

17.使用一台標稱100MHz的DSO示波器,測量一個高頻開關幅值400V,f=50M,示波器如何描繪出它的波形和上升時間?

答:
①示波器的帶寬是以正弦波幅度衰減-3dB點為帶寬定義的。
②數字示波器中對於波形和上升時間的描繪都是通過實時採樣電路和高速A/D變換器獲得波形數據,再通過插值運算得到的。
③在泰克的示波器中,有實時的處理電路完成所謂的正弦內插功能,在信號採集電路部分完成。當然,很多示波器也是通過示波器的主處理器進行數學運算完成的,這個時候會花比較多的時間。
④對於您測量的信號,恐怕使用100MHz的示波器是無法進行。50MHz的方波,理論上應該使用450MHz以上的示波器才能將信號中最重要的9次以下諧波準確重新,從而保證波形不失真。更何況,您恐怕還要考慮信號上升時間的問題,理論上,示波器的上升時間應該比信號快5倍以上。
⑤探頭也一樣,由於普通探頭在測量高壓的時候會產生高頻失真的效應,您應該採用特別的差分探頭或者高壓探頭比如,泰克的P5205,P5100進行測量。

18.如何在模擬電路用好數字示波器,比如測音頻放大器的小信號,電源的雜波等?

答:要注意的問題有:

①示波器的接地問題,示波器的機殼和探頭的參考地線都是連接地線的,因此良好的接地是測量干擾的首要條件。

②示波器參考地線引入的干擾問題,由於普通探頭通常都有一段接地線,會與待測點構成一個類似環形天線的干擾路徑,引入比較大的干擾,因此要儘量減少這一干擾,可以採用的方法是將探頭帽拿掉,不使用探頭上引出的地線,而直接使用探頭尖端和探頭內的地點接觸待測點進行測量。

③使用差分測量的方法,消除共模噪聲。泰克提供一系列的差分探頭,比如專門針對小信號的ADA400A可以測量到幾百微伏,用於高速信號測量的P7350提供高達5GHz的帶寬。

④在泰克的很多示波器裏提供高分辨率採集(Hi-Res)的信號捕獲模式,可以過濾信號上疊加的隨機噪聲。

19.在測量離板信號線的傳導騷擾時,發現在兩個特定頻點(一個是659K另一個是1.977K)上由兩個很大的噪聲信號。初步分析是由於板上的開關電源芯片引起的,如何使用示波器測量這樣的噪聲信號?

答:示波器可以測試噪聲信號有幾個考慮的因素:
①被測信號的幅度,是否為小信號,示波器配合探頭可以測試uA?級的信號。
②被測信號的頻率。
③探頭的連接方式不當會產生噪聲,影響測試結果。

20.在用泰克的示波器時,如何理解Holdoff這個參數?

答:Holdoff(觸發釋抑)的含義是暫時將示波器的觸發電路封閉一段時間(即釋抑時間),在這段時間內,即使有滿足觸發條件的信號波形點示波器也不會觸發。在數字示波器中也會用百分比來表示,意義是整個記錄長度或者整個屏幕的百分比。

示波器的觸發部分的作用就是穩定的顯示波形,觸發釋抑也是為了穩定顯示波形而設置的功能。主要針對大週期重複而在大週期內有很多滿足觸發條件的不重複的波形點而專門設置的。比如圖中所示,圖中紅色的點都可以滿足觸發條件,如果不用釋抑功能,觸發點將不固定,造成顯示不穩定,使用觸發釋抑後,每次都在同一個點觸發,因此可以穩定顯示。

此外,對於調幅信號等也一樣要使用觸發釋抑。詳情請參見泰克文章《示波器XYZ》。

21.關於holdoff,所謂觸發與非觸發,示波器對採集信號的處理有什麼區別?

答:對於數字示波器,不論是否觸發,示波器實際上都是在不斷地採集波形,但是如果只有穩定的觸發才能有穩定的顯示。也會出現這種狀況,示波器觸發電路的模式出於“自動”模式,即不論是否滿足觸發條件都進行波形顯示。如果使用“通常”Normal模式,不滿足觸發條件就不會顯示波形。

22.關於holdoff,如果在水平時間分辨率不變的前提下,是否百分比設置越大(對應信號顯示逐漸穩定)那麼就意味着信號的週期越長?

答:是的,百分比越大,釋抑時間越長。

23.如何使用示波器測量差分信號?

答:最好的方法是選用差分探頭,這時測到的信號最為真實客觀;若沒有差分探頭,可使用兩個差分探頭接到示波器的兩個通道上(如Ch1,Ch2),然後用數學運算,得到ch1-ch2的波形並進行分析,這時儘量保持兩根探頭完全一樣,示波器兩個通道的VerTIcalscale(每格多少伏)設置一樣,否則,誤差會較大。

24.怎樣用示波器測量出USB總線上的差分信號?

答:USB信號的測試分為2種情況:

第一種是需要進行符合USB組織定義USB1.1/2.0總線的物理層測試規範,只有通過USB一致性測試後方可打上USB標識。USB物理層一致性測試分為很多個測試項目,主要是考察USB信號的信號質量如何,象

SignalQualityTest
Droop&DropTest
InrushCurrentTest
HSSpecificTests
ChirpTest
MonotonicTest
ReceiversensiTIvityTest
ImpedanceTest(TDR)等等。

第二種情況是僅觀測USB總線上的信號,可以選擇合適的差分探頭連接到D+,D-,直接進行USB信號的觀測。USB2.0信號速度比較快,上升時間為幾百皮秒,為了保證信號的包真度測試,需要選擇大於2GHz的示波器和差分探頭進行測試。

25.PCB板上的高速信號特徵:XAUI接口3.125GBd串行差分信號:60ps,請問需要多高帶寬的示波器才能精確測量?測量誤差可達多少?

答:對XAUI接口3.125GBd串行差分信號,聽起來有點象InfiniBand信號,用正弦內插的方式,或類似等效採樣的方式來採集,但由於本身帶寬和觸發抖動等因素,在其測量100ps~130ps範圍內的上升時間時,採用7GHz差分探頭可保證誤差

26.對時鐘的相位噪聲參數的要求很高的設計,需要考慮哪些關鍵性的問題來降低相位噪聲?

答:在ADC,DAC的器件中衡量性能有很多項指標:象位數、轉換速度、DC精度、開關性能、動態性能(SNR,SINAD,IMD)等等。

27.對時鐘的相位噪聲參數的要求很高的設計,怎樣測量相位噪聲?

答:從示波器的角度來看,可以測試ADC,DAC的模擬和數字信號的幅度,時間,轉換後的信號質量,轉換速度,時鐘和數據的建立/保持時間等參數,還可以通過TDS示波器中的高級運算功能(頻譜分析功能)來定性測量SNR,SINAD等參數。

28.由於可能需要引入外界的時鐘,這樣時鐘存在2選1的問題,此時用什麼方案才能使相位噪聲的惡化最小?

答:首先要分析抖動產生的來源,示波器來分析抖動是一個很好的工具,目前可以使用TDS5000B/6000B/7000B系列示波器配合抖動分析軟件進行徹底抖動分析,象確定抖動(Dj),隨機抖動(Rj),Rj和Dj的分離,最後通過分析造成抖動的原因來消除抖動。

29.在示波器上看波形時,用外觸發和自觸發來看有何區別?

答:示波器的通常觸發是邊沿觸發,其觸發條件有2個,觸發電平和觸發邊沿;即:信號的上升沿(或者下降沿)達到某一特定電平(觸發電平)時,示波器觸發。示波器只有在信號自觸發有問題的時候才會使用外觸發,沒有哪一個更好的問題。而這種問題通常可能是,信號比較複雜,有很多滿足觸發條件的點,無法每次在同一位置觸發,從而得到穩定的顯示。這時需要使用外觸發。舉例如下:觀測上面的信號,由於ABCD各點都會觸發,示波器顯示波形將不能穩定。這時可以使用下面的信號作為觸發信號,示波器將得到能夠全部週期的顯示。

30.TDS3032B的帶寬是300MHz,採樣頻率為2.5G/s,採樣頻率為帶寬的8倍。請問帶寬和採樣頻率之間有什麼固定關係?我們也有一款其它廠家的示波器,如泰克示波器。帶寬100MHz、採樣頻率只有200MHz。為什麼兩個示波器的帶寬採樣頻率比相差這麼大?

答:帶寬是示波器最重要的指標,因為在數字示波器中有ADC,它的採樣率理論上需要滿足Nyquist採樣定律,即被測信號的最高頻率信號的每個週期理論上至少需要採2個點,否則會造成混疊。但是在實際上還取決於很多其它的因素,比如波形的重構算法等。泰克示波器採用先進的波形重構算法,被測信號的每個週期只需要2.5個點就能夠重構波形。也有的示波器採用線性插值算法,可能就需要10個點。一般採樣率是帶寬的4-5倍就可以比較準確地再現波形。

泰克的TDS3000B系列是“實時採樣”示波器,即,它的單次帶寬(捕獲單次信號的能力)=重複帶寬,您所説的另一種示波器的單次帶寬顯然不到100MHz,您可以看一下它的指標。

31.示波器指標中的帶寬如何理解?

答:帶寬是示波器的基本指標,和放大器帶寬的定義一樣,是所謂的-3dB點,即,在示波器的輸入加正弦波,幅度衰減為實際幅度的70.7%時的頻率點稱為帶寬。也就是説,使用100MHz帶寬的示波器測量1V,100MHz的正弦波,得到的幅度只有0.707V。這還只是正弦波的情形。因此,我們在選擇示波器的時候,為達到一定的測量精度,應該選擇信號最高頻率5倍的帶寬。

32.測量系統的總帶寬如何獲得?

答:測量系統的總帶寬=0.35/上升時間(1GHz以下示波器)。

33.在帶寬一定的條件下,採樣頻率太大是否也沒有太大的意義?

答:帶寬是限制被測信號高頻分量被捕獲的基本條件。使用泰克的示波器每個被測信號週期只需2.5個點就能夠最大限度的重構波形。其它一些示波器需要大於4個樣點/週期,即100MHZ帶寬示波器單次採集至少需要400MS/s的採樣率,有些示波器甚至需要10個點(線性內插技術)才能保證採集信號有意義。

34.所謂高斯響應示波器和平坦響應示波器各有何優缺點和適合的領域?

答:在示波器的規範中並沒有平坦相應和高斯相應的指標。在示波器中會出現類似的比較或探討,可能有如下原因:

眾所周知,示波器是時域的儀器,從泰克發明第一台可觸發的模擬示波器以來,示波器的帶寬一直是最重要的指標,它是指示波器內部的前置放大器的模擬帶寬。但是,示波器帶寬的定義卻是頻域的定義,即正弦波幅度衰減到-3dB點時的頻率點。一個複雜高速信號含有豐富的頻譜分量,如果需要精確測量信號,必須知道它們的每一個頻譜分量的幅度和相位,所以示波器的幅頻特性和相頻特性非常重要。

從最近幾年的發展來看,目前數字示波器的帶寬越做越高,從泰克2000年推出TDS70004GHZ帶寬示波器,2001年推出TDS60006GHZ帶寬示波器,2003年推出TDS7704B7GHZ帶寬示波器,到最近TDS6804B8GHZ帶寬示波器,帶寬幾乎每年都在提升。當示波器帶寬到達幾個GHZ時,前置放大器作為模擬器件,保證良好的幅頻和相頻特性越來越難,泰克是掌握這一最關鍵技術的唯一公司。有些廠商無法做到,就不得不採用其它的一些方法來修補模擬器件帶寬的不足,獲得更高的帶寬,頻響曲線自然發生變化。

隨着目前各種高速信號越來越多,信號速率越來越快,對實時示波器提出了新的要求,示波器廠商的數字示波器中也出現了一些新的技術,最顯著的是示波器通過數字信號處理技術(DSP)來得到更好的性能。DSP就在數字示

波器主要應用包括:
增強帶寬
更快的上升時間
增益和波形校準與改善
幅度和相位的改善
光參考接收機歸一化

其中泰克的第三代示波器(DPO)就是DSP技術的最好體現。合理的利用DSP可以提升示波器測試的信號保真度。但是,DSP技術的使用會是每一個示波器的使用者產生迷惑,特別是在“帶寬是否可以通過DSP可以提升”,“示波器的帶寬是模擬帶寬,和DSP技術有何關係”,“當前的示波器帶寬到底是模擬帶寬還是DSP帶寬?”“DSP技術帶來的負面效應是什麼?”在泰克最新的TDS6804B8GHZ帶寬的示波器中的模擬帶寬是7GHZ,通過DSP增強後的帶寬是8GHZ,為了保證每一個測試人員對這兩種方式的理解,在TDS6804B中可以打開和關閉DSP的帶寬增強功能。泰克將DSP增強帶寬帶來的優點和問題告訴每一個測試人員,幫助測試人員理解模擬帶寬和DSP增強帶寬的測試結果,更好的進行高速信號測試。

35.除高斯響應示波器和平坦響應示波器之外,還有基於其它響應的示波器嗎?

答:示波器前置放大器的頻響特性是決定測試結果的最關鍵因素,它由模擬器件決定。關鍵在於用何種方法來獲得足夠的頻響。

36.以前在用TDS744,TDS745等示波器時,使用的是無源探頭(如P6139A,帶寬500M)。在購買了有源探頭(P6237)之後,從測試波形來看(特別是測高頻信號時),兩者的測試結果差異較大.從探頭參數得知,有源探頭的輸入電容

答:您的P6139A探頭加上泰克的500MHz示波器典型帶寬值還是可以達到500MHz,但是正如您所説,其輸入電容不同,這一電容將產生對於待測信號的負載效應,造成信號振鈴,形狀發生改變,因此這個時候使用有源探頭時能反映信號的真實情況。實際上,使用探頭不光要考慮帶寬,所有這些因素我們在測量高頻信號的時候都要考慮:

帶寬/上升時間
動態範圍
負載效應
接地效應
共振效應
尤其P6139A時您還要考慮地線的影響,探頭上的接地線也會帶來振鈴,測量高頻信號的時候應該儘量縮短地線的長度。

另外,您使用的P6247是有源差分探頭,共模的影響也可能是一個因素。選擇無源探頭主要是因為其動態範圍大,比如P6139A可以測量從毫伏到幾百伏的信號,而P6247只能測量+-8.5V的信號。另外有源探頭價格也是一個因素。

37.實驗時,示波器接地線後,導致MOsfet炸掉,現在將示波器都剪掉了地線。這是什麼原因?

答:為保證測試中的人身安全以及獲得良好的測量效果,一般示波器的所有探頭的地線都與機殼連接在一起,並連接到示波器電源線的地線。因此,您在電源中測量MOSFET管波形的時候,如果其中任何一個點都不是地,就會產生問題,如下圖所示。

剪斷地線可以防止對MOSFET管測試中的短路問題,但是也會帶來一些其它的測試問題,比如示波器機殼帶電,示波器機殼分佈參數對測量信號造成影響等。解決的辦法是使用差分探頭,比如泰克的P5205,可以測量所謂的2個測試點都不是地的差分信號。

38.用示波器抓取數據時,發現存儲的文本里只有當前屏幕的數據,且是按照resoluTIon為時間間隔的。如何利用軟件實時處理數據(matlab?),如何抓到更多數據?

答:泰克示波器採用壓縮屏幕的顯示風格,即屏幕顯示的波形為採集下來的所有數據,配合TDS5000B的multiViewZoom功能,可以方便顯示所有波形。泰克TDS5000B,TDS6000,TDS7000B,TDS8000B系列示波器都採用完全開放的WINDOWS平台,支持當前所有的流行工具,象Matlab,LabView,VB,VC,.NET,MicroSoftOfficeVBA等等,可以靈活進行數據分析和處理。

這些分析工具還可以直接安裝在示波器裏面,構成一台集數據採集,分析,顯示,處理的儀器。單次採集更多的數據,需要示波器配備更深的存儲深度,象TDS5000B系列通用示波器可以支持到16M內存。

39.影響橫河示波器工作速度的因素有哪些?

答:實際上任何一台示波器的原理都差不多,前端是數據採集系統,後端是計算機處理。影響速度主要有兩方面,一是從前端數採到後端處理的數據傳輸,一般都是用PCI總線,此乃傳輸瓶頸,但已有新技術可以突破;另一個是後端的處理方式,提高處理速度可以通過數據分包共享來實現。

40.我們的應用通常會捕獲2M甚至更多的數據進行分析,且採樣率通常會高達10GS/S,但在進行參數測試和FFT等分析時總是顯得很慢,為什麼?

答:處理的數據量大,速度自然會慢。要想獲得大數據量的高速實時FFT分析,除非採用專用FFT處理器,但成本較高。

41.使用泰克的TDS2014數字示波器抓一個並口的時序時,總能測到能量很強的50Hz交流,而測不到信號,但是示波器的地和所測並口的地是一致的,怎麼辦?

答:可以從以下幾方面入手:

①檢查示波器是否很好的接地或採用隔離變壓器隔離;

②附近是否有較強50Hz信號感應;

③在較強幹擾環境下,應注意並口的驅動能力及工作頻率與測試操作選擇是否合適。若只看到50Hz干擾正弦波,且波形較規則,則應考慮並口可能未工作;

④檢查一下探頭尖是否損壞了;

⑤建議把用不着的外設都撥掉,也有可能從顯示器上來的;

⑥如果示波器用了很久,就要考慮底線是否正常,就是那個小夾子。把探頭取下,用萬用表量一量。

42.要解決抗電源干擾問題,想測量總電源的干擾信號串入到弱信號放大器電源的情形。結果,即使示波器探頭和地連在一起,都有干擾信號,不管測哪裏都一樣。干擾信號是音頻。這是為什麼?

答:要注意的問題有:
①示波器的接地問題,示波器的機殼和探頭的參考地線都是連接地線的,因此良好的接地是測量干擾的首要條件;
②示波器參考地線引入的干擾問題,由於普通探頭通常都有一段接地線,會與待測點構成一個類似環形天線的干擾路徑,引入比較大的干擾,因此要儘量減少這一干擾,可以採用的方法是將探頭帽拿掉,不使用探頭上引出的地線,而直接使用探頭尖端和探頭內的地點接觸待測點進行測量;
③使用差分測量的方法,消除共模噪聲。泰克提供一系列的差分探頭,比如專門針對小信號的ADA400A可以測量到幾百微伏,用於高速信號測量的P7350提供高達5GHz的帶寬;
④在泰克的很多示波器裏提供高分辨率採集(Hi-Res)的信號捕獲模式,可以過濾信號上疊加的隨機噪聲。

43.在EMC試驗中有時候會出現指示表短暫的指示消失現象,使用示波器進行檢測,發現試驗過程中示波器有屏幕整個晃動的現象。試驗的項目是EFT(瞬變脈衝串抗擾度試驗),如何解釋和怎樣在試驗中消除這種現象?

答:EFT有時會對示波器造成干擾,造成誤觸發,可嘗試使用示波器的高頻抑制觸發模式,限制示波器帶寬等辦法。

44.為什麼示波器有時候抓不到經過放大後的電流信號?

答:如果信號的確存在,但示波器有時能抓到,有時抓不到,這可能和示波器的設置有關係。通常若您可將示波器觸發模式設置成Normal,觸發條件設置成邊沿觸發,並將觸發電平調到適當值,然後將掃描方式設置成單次方式,如果這種方式還不行,通常儀器可能出了問題。

45.新型橫河示波器怎樣用於單片機開發呢?

答:單片機電路開發過程中,一般來講所用的元件和芯片本身都沒有問題,有問題的往往是他們之間相互通信和預想的不同,單片機中,常見的總線是SPI,I2C,USB,LIN,CAN,54621A和54621D示波器本身支持串行信號的觸發功能,可直接調試串行總線上的通信情況,另外,若您使用DSP結合MCU開發電路板,可能牽涉到軟硬件聯調,這時您可以用54621D的數字邏輯通道連接到控制線或數據、地址線上,藉以判斷在特定的操作條件或子程序運行下,電路是否能正常工作。而且其每通道2M點的存儲深度非常有助於分析問題的原因,觀察長時間的串行信號,觀察握手時序等。而且其放大功能,可將信號放大數萬倍以觀察細節。

46.新型數字示波器54621A和54621D在檢測時是否對(Inter-IC)總線的不同信號和不同速率有什麼影響呢?

答:I2CBus信號一般工作速率不超過400Kbit/s,最近也出現了幾Mbit/s的芯片,54621A和54621D在設置觸發條件時,無需顧及不同速率的影響,但對其它總線,如CAN總線,您先要在示波器上設置CAN總線當前的實際工作速率以便示波器能正確解協議,並正確觸發。

47.除示波器54621A和54621D外,還有什麼其他儀器可以檢測和分析Inter-IC總線信號?
答:想對Inter-IC總線信號進行進一步的分析,如協議級的分析,可使用安捷倫的邏輯分析儀,但相對來説,價格比54621A/D要高。

48.數字示波器的各種觸發的應用,比如説邊沿觸發,毛刺觸發和脈寬觸發等,它們各自適合測試那種信號?

答:
①edgetrigger,邊沿觸發,可設觸發電平,上升沿或下降沿。邊沿觸發也稱為基本觸發。
②advancedtrigger,即高級觸發,裏面含概各種不同的觸發功能,可以根據被測信號的特徵,設置相應的觸發條件,定位感興趣的波形。高級觸發是電路調試的關鍵。在電路調試過程中,如果事先不瞭解被測信號可能的問題,可以先使用泰克數字熒光示波器,利用400,000/秒波形捕獲速度,迅速發現電路中的各種問題,再配合不同的高級觸發功能來進行故障的細節定位,這樣可以縮短您的調試周期。

49.關於毛刺測量,以前請教過相關的技術人員,得到的答覆是,示波器所能捕捉的最小毛刺就是示波器的採樣速率。是否所有的示波器都遵循這一規律?此時示波器的前置濾波器不會對它有影響嗎?

答:不能斷言所有的示波器都是這樣。比如,有些示波器達到1GS/s,帶寬只有60MHz,顯然,1ns的毛刺不可能捕捉到。其實捕捉毛刺的能力除了帶寬,採樣率,還取決於波形捕獲率,即每秒能夠捕捉的波形數量,詳情請參見泰克關於DPO的應用文章。

50.在使用示波器時如何消除毛刺?

答:如果毛刺是信號本身固有的,而且想用邊沿觸發同步該信號(如正弦信號),可以用高頻抑制觸發方式,通常可同步該信號。如果信號本身有毛刺,但想讓示波器慮除該毛刺,不顯示毛刺,通常很難做到。
可以試着使用限制帶寬的方法,但不小心可能也會把信號本身慮掉一部分信息。若使用邏輯分析儀器,一般來説,使用狀態採集的方法,有些在定時方式下采集到的毛刺,就看不到了。

51.在實際工作中,當碰到突發的毛刺信號,如何捕捉和測試?

答:比如我們在進行時鐘測試時,經常會碰到偶發毛刺信號,該信號將會對我們的電路產生誤動作,因此捕獲該信號成為測試的關鍵,由於事先我們無法判斷該毛刺為正還是為負,因此我們須先利用TDS5000示波器的數字熒光功能即快速波形捕獲模式結合無限餘輝查看毛刺特徵,然後利用示波器的高級觸發功能——脈寬觸發依照信號特徵,如:小於正常時鐘脈衝寬度觸發。

52.毛刺/脈寬觸發的應用場合有哪些?

答:毛刺/脈寬觸發一般有兩種典型應用場合,一是同步電路行為,如利用它來同步串行信號,或對於干擾非常嚴重的應用,無法用邊沿觸發正確同步信號,脈寬觸發就是一個選擇;另一是用來發現信號中的異常現象,如因干擾或競爭引起的窄毛刺,由於該異常是偶發顯現,必須用毛刺觸發來捕獲(另一種方法是峯值檢測方式,但峯值檢測的方法有可能受其最大采樣率的限制,同時,一般是能看,不能測)。若被測對象的脈衝寬度是50ns,而且該信號沒有任何問題,也就是説,沒有因干擾,競爭等問題引起的信號畸變或更窄的,用邊沿觸發就可同步該信號,無需使用毛刺觸發。有不少用户將脈寬觸發設置為10ns~30ns,幸運的是,5462x和546?x是業界難得的能完成該操作的儀器。若想驗證該10MHz方波中有無異常脈衝,包括比50ns窄很多的脈衝,就會用到脈寬或毛刺觸發,也就有可能會用到5ns的設置。

53.安捷倫的數字示波器有沒有DPO功能?

答:DPO是一個專用名詞,只有一個示波器公司使用該名詞,安捷倫對應的功能叫MegaVision,和DPO相同之處是:①可以直接信號中的異常現象。②波形捕獲率遠高於普通數字存儲示波器。不同之處:
①發現異常信號後,MegaVision可對該異常直接放大並觀察信號細節。
②MegaVision示波器的實時採樣率突破1.25GSa/s極限,可達2GSa/s(如546?xA/D示波器)甚至更高。③MegaVision示波器是為需要深存儲的應用場合優化的,當示波器存儲深度>10K,甚至100K,2M時,其波形刷新率是業界及其領先的。

54.如果依據信號上升時間確定了帶寬後,按照該帶寬確定採樣率的原則僅僅是為了實現無採樣混疊誤差嗎?

答:確定帶寬後再確定採樣率,業界的一些公式,的確確定採樣率的原則是為了實現無採樣混疊誤差,但它是泛泛的評估説法,具體還要看您被測對象的特徵,因為最高的指標往往是在特定條件下給出的,未必滿足您的測試應用。

55.示波器如何顯示兩個採樣點之間的波形?

答:示波器的顯示方式有多種:點顯示、正弦內插顯示、直線連接顯示;示波器的缺省顯示方式通常為矢量連接顯示方式,有的示波器僅支持直線連接方式;無論是直線連接還是正弦內插,在兩個實際採樣點之間提供的信息都不是實際採集的,由於直線連接方式可能會導致顯示出現突變,如在一正弦波的波峯採集一個點,兩邊的波谷各採集一點,會顯示出三角波,而用正弦內插顯示出來仍是正弦波,所以,有些應用文章中的説法是:採用直線連接,對採樣率的要求更高,如10倍的關係(以真實再現波形);採用正弦內插,對採樣率要求稍低以下,也有文章説,2.5倍就可以,工程上一般説4倍以上,也有5倍,6倍的説法。

56.PCB板上的高速信號特徵:156.25MHZ差分時鐘信號,Rise/FallTime(20%~80%)

答:對於156.25MHz差分時鐘信號,Rise/FallTime(20%~80%)

57.在選擇示波器時,一般考慮的多的是帶寬。那麼,在什麼情況下要考慮採樣速率?

答:取決於被測對象,在帶寬滿足的前提下,希望最小採樣間隔(採樣率的倒數)能夠捕捉到您需要的信號細節。業界有些關於採樣速率經驗公式,但基本上都是針對示波器帶寬得出的,實際應用中,最好不用示波器測相同頻率的信號。若您在選型,對正弦波,選擇示波器帶寬是被測正弦信號頻率的3倍,以上,採樣率是帶寬的4到5倍,實際上是信號的12到15倍,若是其它波形,要保證採樣率足以捕獲信號細節。若您正在使用示波器,可透過以下方法驗證採樣率是否夠用將波形停下來,放大波形,若發現波形有變化(如某些幅值),採樣率就不夠,否則無礙。也可用點顯示來分析,採樣率是否夠用。

58.100MHz的模擬示波器可以較清楚看到寄生波形,而100MHz的數字示波器卻看不到(僅能看到波形加粗)?

答:此現象和示波器顯示有關,模擬示波器上看到的跡線一般較細,它通過垂直偏轉器直接將電壓打到屏幕上,而且掃描速率和波形刷新率都很快。數字示波器是通過A/D將波形電壓量化,存到內存中,處理之後再顯示,數字示波器屏幕的顯示分辨率是有限的,通常為6?0點或1000點,若您將示波器的存儲深度(記錄長度)設置成10K或2M,這意味着,要讓內存中10K或2M點的信息量通過6?0個點或1000個點來反映,無論算法有多好,都會帶來一定的顯示誤差,波形加粗的程度和存儲深度是相關的,這些問題是數字示波器特有的問題,另外數字示波器缺省顯示方式為矢量顯示方式,即會在兩個採樣點之間以線性算法,或正弦內插算法插入一些點,模擬示波器沒有這些問題。您可試着將示波器記錄長度改為500點,並將矢量顯示改為點顯示,觀察數字示波器每次採樣實際得到的數據,調整時基,可以清楚得看到這些點,即使使用矢量顯示,線會變細些。僅從儀器角度出發,另外測量小信號,使用1:1得探頭得結果,可能會比10:1探頭更好些。另外,模擬示波器沒有采樣率得概念,只有掃描速率概念,使用數字示波器,採樣率很多時候需考慮。

59.模擬和數字示波器在觀察波形的細部時,那個更有優勢(例如:在過零點和峯值時,觀察1%以下的寄生波形)?
答:觀察1%以下的寄生波形,無論是模擬示波器還是數字示波器,觀察其精度都不是很好,模擬示波器的垂直精度未必比數字示波器更高,如某500MHz帶寬的模擬示波器垂直精度是+/-3%,並不比數字示波器(通常為1~2%精度)更具優勢,而且對細節,數字示波器的自動測量功能比模擬示波器的人工測量更精確。

60.數字示波器一般提供在線顯示均方根值,它的精度一般是多少?

答:示波器的幅值測量精度,很多人用A/D位數來衡量,實際上,隨着您所用的示波器帶寬,實際的採樣率設置等,會有變化,若帶寬不夠,本身帶來的幅值測量誤差就很大,若帶寬夠了,採樣設置很高,實際的幅值測量精度就不如採樣率低的時候的精度(您有時可參考示波器的用户手冊,它可能會給出不同採樣率下,示波器的A/D實際有效位數);總的來講,示波器測量幅值,包括均方根值的精度往往不如萬用表,同樣,測量頻率,它不如頻率計數器。

61.如何捕捉並重現稍縱即失的瞬時信號?

答:將示波器設置成單次採集方式(觸發模式設置成Normal,觸發條件設置成邊沿觸發,並將觸發電平調到適當值,然後將掃描方式設置成單次方式),如果使用的是安捷倫5462xA/D,546?xA/D,5483xB/D,5485xA,這些儀器都支持MegaZoom功能,就是説,可在觀察信號全局的同時,對局部細節進行放大觀察,或者通過移動屏幕的方式,或者通過雙時基顯示功能來完成。注意示波器的存儲深度將決定所能採集信號的時間,和能用到的最大采樣速率。

62.安捷倫的哪種示波器能夠測試頻率為500M的載波信號?

答:如果僅測載波信號本身,通常載波信號為正弦波,推薦使用1.5GHz示波器(安捷倫54845B),使用BNC電纜連接被測對象,可得到~94.6%的上升時間測量精度。若必須使用探頭,推薦使用1157A有源探頭(2.5GHz帶寬)。如果使用500MHz帶寬的示波器,即使使用BNC電纜,最好情況下得到的幅度測量誤差是29.3%,上升時間測量精度是58.6%。

63.示波器標稱為60MHZ,是否可以理解為它最大可以測到60MHZ?

答:60MHz帶寬示波器,並不意味着可以很好地測量60MHz的信號,根據示波器帶寬的定義,如果輸入峯峯值為1V的60MHz的正弦波到60MHz帶寬的示波器上,從示波器上將看到0.707V的信號(30%幅值測量誤差)。

64.用標稱為60MHZ的示波器測4.1943MHZ的方波時測不到,為什麼?

答:如果要測試的是方波,選擇示波器的參考標準是信號的上升時間,若示波器帶寬=0.35/信號上升時間*3,則上升時間測量誤差為5.4%左右。
示波器的探頭帶寬也很重要,如果使用的示波器探頭包括其前端附件構成的系統帶寬很低,將會使示波器帶寬大大下降。如若您使用20MHz帶寬的探頭,則能實現的最大帶寬是20MHz。如果在探頭前端使用連接導線,會進一步降低探頭性能(但對~4MHz方波,不應有太大影響,因為速度不是很快)。另外,查看一下示波器使用手冊,有的廠家新推出的示波器,在1:1設置下,其實際帶寬將鋭減到

65.怎樣測量時鐘的穩定度?

答:假設使用的是5483xB/D、548xxA、5484xB或5485xA,可以用其標準配置的直方圖方式測量,其時鐘邊沿或幅值的抖動情況,具體可參見安捷倫的應用文章:“JitterAnalysisTechniquesUsinganAgilentInfiniiumOscilloscope”(P/N:5988-6109EN),可測量其最壞情況下的抖動情況。對於5485xA,若您希望更加強大的抖動分析功能,其配有專門的抖動分析軟件,提供功能十分強大的抖動分析,具體可參見5485x示波器的Datasheet,更詳細的信息,可致電安捷倫。

66.使用安捷倫示波器精確測量PLL中週期抖動有什麼方法和技巧?

答:如果用的是5483xB/D、548xxA、5484xB和5485xA,可以用其標準配置的直方圖方式測量,其時鐘邊沿或幅值的抖動情況,具體可參見安捷倫的應用文章“JitterAnalysisTechniquesUsinganAgilentInfiniiumOscilloscope”(P/N:5988-6109EN),可測量其最壞情況下的抖動情況。對於5485xA,如果希望更加強大的抖動分析功能,其配有專門的抖動分析軟件,提供功能十分強大的抖動分析,提醒在使用示波器時,要注意其本身的抖動相關指標是否滿足測試需求,如示波器本身的觸發抖動指標等,同時要注意使用不同的探頭和探頭連接附件時,若不能保證示波器的系統帶寬,測量結果會不準確。

67.如何使用安捷倫示波器測量PLL的Settletime?

答:可使用安捷倫548xx系列示波器+USB-GPIB82357A適配器+軟件選件來完成。也可使用安捷倫的較低價位的調製域分析儀來完成。

68.設計一個PLL,,如何測量PFD(頻率鑑相器)的死區?

答:可以將示波器的一個通道連接到參考信號,另一通道連到反饋信號,設置示波器的觸發條件為建立保持時間觸發,這時,在調整示波器建立保持時間設置的同時,調整參考信號,直到失鎖,這時的建立保持時間設置就對應您的PFD死區。理論上,認為失鎖會在兩個時刻發生,一是在初始工作時間,兩個信號相差(頻差)超過PLL的捕捉帶寬;另一始在跟蹤過程種,反饋信號變化過大,使兩個信號相差超過PLL的跟蹤帶寬會失鎖。安捷倫所有548xx系列示波器都可完成該測量(在帶寬滿足的前提下)。

69.使用安捷倫設備如何測試光信號?

答:安捷倫有全套測試方案測量光信號,從光源、光譜儀、光萬用表、光示波器、光波長計等,如果想用實時示波器測量光信號,可使用光電轉換器結合示波器完成測量。

70.如何使用示波器測量電源紋波?

答:可以先用示波器將波形整個波形捕獲,然後將關心的紋波部分放大來觀察和測量(自動測量或光標測量),同時還利用示波器的FFT功能從頻域分析。通常若不太清楚被測對象細節(幅值,頻率等)的情況下,可使用”AutoScale”按鈕,觀察到信號的大概,再調整水平控制旋鈕和垂直控制旋鈕,以得到最佳的顯示(如,幅值儘量滿屏顯示),再用Zoom功能將波形作滿平放大顯示,測電源紋波時,可將紋波部分用Zoom功能放大來分析;另外,可能會考慮從頻域角度分析電源,觀察其諧波和雜波情況,為此,可讓示波器顯示儘量多個週期信號,將示波器的存儲深度僅可能用到最大,採樣率設置成適當的數值,以保證波形不失真,這樣得到的頻率分辨率為採樣率除以當前存儲深度設置,觀察各次諧波及其與基波的幅度差。另外,若使用MatLab軟件,可利用MatLab軟件的強大功能對捕獲的信號數據進行更加深入的分析。546xx、548xx都標準配置有和計算機相連的軟件,直接將數據取到計算機中,以進一步分析,當然,也可將Matlab軟件直接裝到548xx中。若已經知道電路的參數,可直接調整示波器設置,讓其工作在合適的採樣率和垂直刻度下。

71.開關電源輸出電壓的紋波是一個重要的指標,如何正確使用示波器來測量這個指標?

答:紋波的定義是附着於直流電平之上的包含週期性與隨機性成分的雜波信號,英文稱為PARD(PeriodicAndRandomDeviation)。它的定義是雜波的峯峯值。測量紋波要注意的事項:示波器探頭地線會帶來很大紋波,應該拔掉地線直接使用探頭內地線進行測量。當然,最好的測量方法是使用50歐姆終端電阻,用BNC電纜直接聯結到示波器,這裏應該注意該50歐姆電阻要考慮功耗,可能要大功率電阻。相關的標準要求,比如是否要分出週期性工頻紋波和開關紋波,高頻噪聲等。再比如,測量頻率是否要限制在20MHz以下。

72.測紋波時有很大一部分是50赫茲的週期性尖脈衝,負載電流越大,脈衝幅度越大,有哪些具體的解決辦法?

答:在泰克功率測量系統中,當進行紋波測量時,我們可以選擇工頻紋波測試或開關紋波測試,這樣就可自動濾掉不相關頻率的紋波,比如:選擇測試200KHz的紋波,那麼示波器將會自動對其他頻率成分進行濾波。

73.測量紋波時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的噪聲。紋波分兩種一種是工頻的,100HZ,一種是開關紋波。TEK推出的TDSPWR2就能把這兩種紋波分
離後分別測量得出結果。

74.精確測試開關電源的紋波與噪音時,是否要在專門的實驗室裏才可以?

答:當然如果有專門的實驗室進行紋波測量是最理想的。在不具備這個條件的時候應當注意的問題有:
①示波器應該有良好的接地;
②如果測量標準有帶寬限制的要求,應該打開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,並用TDS430A的50歐姆輸入阻抗檔進行測量(這時可能需要50歐姆的大功率負載,BNC適配器或者製作測試夾具)為提高測量精度,不應該使用示波器的探頭,示波器探頭的地線會引入比較大的噪聲。

75.如何使用示波器測量一些低紋波電源的輸出紋波值?比如測量1.8V的輸出紋波,一般都標稱輸出紋波小於20mV,如何用示波器來驗證?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境中。

76.怎樣用數字示波器查看和讀出所顯示的波形的週期?

答:所有的數字示波器都支持波形週期測量,從提高測試精度的角度出發,如果使用的是5462x/546?x(546?5除外),可在其測量參數中選擇Counter,其內嵌硬件頻率計數器會被啓動進行精確的頻率測量(5digit),若使用的是其他型號示波器,儘量讓示波器屏幕顯示一個週期的信號,幅值儘量滿刻度,這時測量精度一般較好,可以用示波器的自動測量功能,也可用光標手動測量。

77.在開發當中碰到一個問題,在樣板機上加改功能,檢測樣板的聲頻,數據輸出,觸發信號等等,檢測的結果跟設計的結果差不多一樣,為什麼樣板聲音清晰,顯示準確,而成品的聲音有時候是可以接受,但是有時候不行?

答:實際被測對象的聲音有時可以接受,有時不行,但示波器上的波形顯示看不出什麼問題,或示波器顯示數據和被測對象上的數據相差很遠。往往是示波器和您的被測對象沒有同步造成的。可嘗試下面的方法:聲音信號通常為低速信號,可讓示波器工作在滾動方式下,觀察信號出現問題時,手動停止波形採集,並進行分析。
在時域中觀察聲音信號往往不太全面,安捷倫的動態信號分析儀在很多時候是更好的選擇,但若沒有該儀器,可結合示波器的FFT功能從頻域觀察。嘗試用示波器的觸發功能,若手邊有混合信號示波器(54xxxD),可結合其邏輯通道定義觸發條件(如類似邏輯分析儀的狀態觸發,順序觸發)。

78.如何tds3012示波器進行時鐘抖動測試?

答:在泰克的開放平台示波器中(比如TDS7000,TDS5000)有專門的抖動測量軟件,可以進行全面的抖動測量(比如Rj,Dj等)。在TDS3012中只能通過無限餘輝對信號進行比較長時間的累計測量。另外,一般頻率比較高的時鐘才需要測量抖動。一般示波器測量信號的原則是:示波器的帶寬應該是信號最高頻率的5倍,如果上升時間比較快的方波可能需要示波器帶寬是信號頻率的10倍甚至更高。所以建議採用更高帶寬,開發平台的示波器。

答:其實使用示波器測量功率因數就是測量電壓與電流之間的相位差即cosφ,同時泰克TDS5000功率測試系統也自動對PFC的相關參數進行測量(如:THD,TruePower,ApparentPower,PowerFactor等)。

80.用泰克示波器的FFT功能可以看到開關電源的輻射的頻率及幅度,但是這裏面的幅度的值與認證中心的值的概念是一樣嗎?假如不是,怎樣轉換?而且,假如在看波形時選不同的V/DIV,在FFT狀態下有不同的幅度,是否正常?---我用的型號是TDS1012。

答:使用示波器的FFT功能測得的幅值只能作為定性的分析,而不能作為定量的分析,因此只具備參考價值,如果希望對頻譜幅度進行分析可選擇Blackman-Harris窗口,這樣效果會好一些;當轉換V/div時一定會對FFT的幅值產生影響,因為這是受到示波器本身的ADC的分辨率限制,所以為了提高測量精度,一般會選擇將波形儘可能佔滿整個屏幕(但決不能超出屏幕),也就是選擇較小的V/div檔位。

81.選擇什麼型號的示波器可有效提高設計效率?

答:示波器發展到現階段,已把數據分析提高到重要的位置。使用示波已不僅僅是在調試中觀察波形,更重要的是能很好的在設計中分析計算器件參數,幫助大家優化設計方案。選擇什麼樣的示波器最適合要結合您所要觀察分析的信號決定。

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

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大的視頻測量功能,甚至包括模擬HDTV功能,以及內置矢量示波器能力,幫助你去分析各種視頻參數。

83.在高頻端,如何判斷示波器探頭本身的阻抗對信號的影響?

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

84.為什麼用泰克示波器測試30MHz時鐘的波形振鈴要比安傑侖的大的多(示波器探頭是250MHz的)?

答:測量狀態轉換時,只需採用示波器的自動觸發方式,將電壓和電流的波形設置為比較理想的顯示方式。如果使用TDS5000,還可調節resolution旋鈕將採樣率調至合適檔位(一般為信號頻率的10倍左右)。
然後利用PWR2軟件對被測數據進行自動計算。對於MOSFET我們選擇Vds和Ids作為被測信號IGBT選擇Vce和Ice作為被測信號。
當用數字示波器測試開關電源時,可否預先設置限制參數(如測試時間,每次採樣數)如何用泰克示波器實現對開關電源狀態變換的測試。連接方式(可舉例),示波器按鍵的設置,必要的注意事項。

85.在設計軟開關PWM變換器時(如PWM半橋開關變換器),怎樣用示波器觀察MOSFETVt/It軌跡?

答:首先示波器要有通道間的時延校正功能,這樣進行相關數學運算時才能保證基本的準確性。使用高壓差分電壓探頭及電流探頭測量。TEK推出的功率測試方案中就可以動態的觀察MOSFET的整個工作過程。

86.輸出電容和輸出電感的選擇應該根據負載的供電需求確定,那對於L和C值都應該按照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際應用中出現了問題,那麼我們應該根據什麼來更換呢?

答:不同拓樸的輸出扼流圈及輸出濾波電容的計算公式是不同的,應該按自己所選的電路結構選擇合適的計算公式。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。這就要計算出ESR,然後可按廠家提供的DATASHEET選擇。但選電容時還要考慮負載的變化、電流變化範圍、輸出電感感量等等,因為它們會使電容特性改變。

87.目前,HID疝氣燈已經廣泛用在一些高檔轎車大燈上,但在HID燈安定器的高壓電路設計中,發現由於高壓回收速度不夠快,造成有時點燈不暢。如何解決?

答:HID疝氣燈一般都有一個二次擊穿的過程,然後大燈趨於穩定的工作狀態;首先要對二次擊穿進行有效的控制方可保證其穩定工作,量測二次擊穿只需使用TDS5000的長記錄長度,進行單次觸發捕獲其波形,然後分別測量一次擊穿和二次擊穿的峯值電壓以及其脈衝寬度,再測量兩次擊穿脈衝間的時間即可,根據實際狀況看看以上參數是否滿足設計要求。

88.如果使用探頭和虛擬儀器,可以在PC機上顯示出波形。同時,各種各樣的計算都可以輕鬆實現。TEK5000系列和虛擬儀器有何本質區別?
答:DS5000雖然是一台基於Windows2000的示波器,但實際上它是分成兩個重要部分的,首先他具有一個真正意義上的示波器採集和處理的部分,這部分的數據處理是通過示波器本身的一個專業處理器進行的,而Windows2000的計算機平台只是對示波器採集下來的數據(內部通過PCI總線通訊)進行一些後台分析計算處理,這部分與示波器本身的顯示並無聯繫。而所謂的虛擬儀器(大多為PC插卡式的),它通過一個數據採集卡(一般速度很慢)將外界的信號採入計算機內部,通過計算機自身的CPU對數據進行處理,它是一種廉價的解決方案,它的致命弱點是沒有任何溯源性(它受計算機主機的影響太大,不同主機導致的測試結果有較大的誤差),我們知道測試儀器的一致性是決定測試結果成敗的關鍵。

89.如何減小DC-DC變壓器的熱損,在設計變壓器時應注意那些問題?對變壓器的外圍電路有何要求?

答:應遵循磁通復位的原則。設計變壓器無非要選擇磁芯規格及尺寸、計算佔空比、磁感應增量、原、副邊的匝數。在實驗中校對最壞情況下的磁飽和的情況。

90.在開關電源的設計中常會遇到的棘手問題是效率問題。而整機的效率很大程度上取決與開關管的損耗,在我們的電路和器件選定後,開關管的開關波形測量很重要,可以根據它的數據來判斷和改善開關工作狀態。那麼在利用示波器進行這項測試時應該如何正確操作和注意哪些問題呢?

答:開關電源中有兩大主題:提高效率和提高可靠性。效率就要測損耗,損耗主要集中在開關管和磁性元件上,為此我們應該通過示波器測量開通損耗、截止損耗、導通損耗,同樣的對變壓器和電感能測量其磁芯損耗和動態電感。

91.在實際工作中,需要對開關振盪信號,視頻信號等進行測試和分析,該如何進行?

答:TEK的TDS5000系列示波器能很輕鬆的對這兩類信號進行測量分析。對於開關電源你所説的驅動信號,我們的TDSPWR2提供了四種分析:佔空比趨勢分析,開關頻率趨勢分析。寬度及週期趨勢分析:TDS5000示波器更具有豐富的視頻觸發,能應用多種制式,能單獨對場,並行進行觸發。

92.在反激式開關電源電源用一種變壓器算法,總是需要再進行好多次的調整。反激式開關電源有沒有一種比較通用的變壓器參數計算方法?

答:變壓器的設計雖然通過理論計算,但因為磁芯,繞制方法等的差異性,仍需要多次試驗調整。一般是先計算原邊電感,根據輸出功率來選磁芯材料與骨架尺寸,然後根據手冊確定一些如磁芯截面積等參數等。單端設計變壓器就是要讓磁芯的磁通復位。

93.使用TDS3032B和THS710示波器,怎樣將一次性隨機出現的信號完整地捕捉並存儲下來,然後重顯分析?

答:如果測的所謂隨機信號為一個單次信號,那麼只要設置與該信號相匹配的垂直和水平刻度,調整好觸發電平,使用單次觸發等待信號出現即可,然後利用SAVE/RECALL將它存入ref裏即可隨時調出;若是該信號為重複信號中出現的某種異常,則可先Autoset,然後將獲取模式設為快速500點顯示,調整餘輝至無限即可。

94.開關電源在低温下啓動(如:-20℃以下)有什麼特殊的要求?

答:關鍵是器件選擇的温度範圍。比如電容、MOSFET、二極管等等。

95.開關電源總會有電磁輻射,同時越有可能受到其他電器設備的干擾。怎樣做才能達到期即不受其他電器的干擾,又有效地方誌器向外輻射呢?

答:開關電源因工作在高電壓大電流的開關狀態下,其引起的電磁兼容性問題是相當複雜的。從整機的電磁兼容性講,主要有共阻抗耦合、線間耦合、電場耦合、磁場耦合和電磁波耦合幾種。電磁兼容產生的三個要素為:干擾源、傳播途徑及受干擾體。共阻抗耦合主要是干擾源與受干擾體在電氣上存在共同阻抗,通過該阻抗使干擾信號進入受干擾對象。線間耦合主要是產生干擾電壓及干擾電流的導線或PCB線,因並行佈線而產生的相互耦合。電場耦合主要是由於電位差的存在,產生的感應電場對受干擾體產生的耦合。

磁場耦合主要是大電流的脈衝電源線附近產生的低頻磁場對干擾對象產生的耦合。而電磁波耦合,主要是由於脈動的電壓或電流產生的高頻電磁波,通過空間向外輻射,對相應的受干擾體產生的耦合。實際上,每一種耦合方式是不能嚴格區分的,只是側重點不同而已。從電磁兼容性的三要素講,要解決開關電源的電磁兼容性,可從三個方面入手。

1)減小干擾源產生的干擾信號;
2)切斷干擾信號的傳播途徑;
3)增強受干擾體的抗干擾能力。
在解決開關電源內部的電磁兼容性時,可以綜合運用上述三個方法,以成本效益比及實施的難易性為前提。對開關電源產生的對外干擾,如電源線諧波電流、電源線傳導干擾、電磁場輻射干擾等,只能用減小干擾源的方法來解決。

一方面,可以增強輸入輸出濾波電路的設計,改善有源功率因數校正(APFC)電路的性能減少開關管及整流續流二極管的電壓電流變化率,採用各種軟開關電路拓撲及控制方式等。
另一方面,加強機殼的屏蔽效果,改善機殼的縫隙泄漏,並進行良好的接地處理。而對外部的抗干擾能力,如浪湧、雷擊應優化交流輸入及直流輸出端口的防雷能力。通常,對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,可採用氧化鋅壓敏電阻與氣體放電管等的組合方法來解決。

減小開關電源的內部干擾,實現其自身的電磁兼容性,提高開關電源的穩定性及可靠性,應從以下幾個方面入手:
·注意數字電路與模擬電路PCB佈線的正確區分、數字電路與模擬電路電源的正確去耦;
·注意數字電路與模擬電路單點接地、大電流電路與小電流特別是電流電壓取樣電路的單點接地以減小共阻干擾、減小地環的影響;
·佈線時注意相鄰線間的間距及信號性質,避免產生串擾;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、濾波電感的分佈電容;採用諧振頻率高的濾波電容器等。TEK推出的功率測試方案就可以對電流諧波按EN61000-3-2標準進行預先一致性測試。

96.SOA測試是通過什麼數據得到的,可以通過示波器的什麼測量方法得到該數據?

答:SOA就是安全工作區域測量,它是用來判斷功率器件的可靠性的,當出現短路或啓動加電等時,超過安全工作區域的可能是僅有的幾個週期,而且這也是不易被察覺的,但器件受到的影響不至於損壞,但對器件來説也是一種積累,器件的裕量可能不夠了。

97.用示波器如何測試抖動分量?

答:確定性抖動可以用示波器測量出來,在示波器上可以讀出上升/下降沿的時間寬度,根據信號週期可以換算成UIp-p即是抖動的峯值幅度,如下圖。更詳細的內容可以參考示波器廠家如泰克的相關資料。

98.如何區分模擬帶寬和數字實時帶寬?

答:帶寬是示波器最重要的指標之一。模擬示波器的帶寬是一個固定的值,而數字示波器的帶寬有模擬帶寬和數字實時帶寬兩種。數字示波器對重複信號採用順序採樣或隨機採樣技術所能達到的最高帶寬為示波器的數字實時帶寬,數字實時帶寬與最高數字化頻率和波形重建技術因子K相關(數字實時帶寬=最高數字化速率/K),一般並不作為一項指標直接給出。從兩種帶寬的定義可以看出,模擬帶寬只適合重複週期信號的測量,而數字實時帶寬則同時適合重複信號和單次信號的測量。廠家聲稱示波器的帶寬能達到多少兆,實際上指的是模擬帶寬,數字實時帶寬是要低於這個值的。例如説TEK公司的TES520B的帶寬為500MHz,實際上是指其模擬帶寬為500MHz,而最高數字實時帶寬只能達到400MHz遠低於模擬帶寬。所以在測量單次信號時,一定要參考數字示波器的數字實時帶寬,否則會給測量帶來意想不到的誤差。

99.示波器是否可作為數字化儀使用?

答:最快的示波器和數字化儀通常都採用並行的閃速轉換器和8位的分辨率。8位或256級數字化足夠表達一個比較平滑和容易瞭解的波形顯示。因此,為何不用數字存儲示波器(DSO)作為數字化儀,特別對於高速信號,兩種儀器都難以獲得8位以上的分辨率。事實上,這樣做的結果是滿意的,但是也有例外。示波器是非連續採集儀器而數字化儀可以不是那樣。示波器捕獲信號後再捕獲更多信號之前要有地方放置數據,除非採用類似電視幀速率的連續波形採集把數據存人像素映像。這樣的採集和等效顯示率很高,但數據格式使進一步的外部分析數據量非常巨大。除上述特殊處理外,示波器只能以很低速度連續採集和顯示信號。

100.什麼是組合示波器?

答:組合示波器是一種把模擬示波器和數字存儲示波器(DSO)兩者的能力和優點結合在一起的示波器。當組合示波器被設置成DSO時,用户可以用它來進行自動參數,測量,存貯採集的波形進而製作硬考貝;同時,在需要的時候還能具有模擬示波器的無限分辨率以及熟悉而可信的波形顯示,並且使用組合示波器時,不管信號重複速率的高低,都可獲得最亮的顯示。

文章來源:可靠性技術交流

用户評論

查看全部 條評論

發表評論請先 , 還沒有賬號?免費註冊

發表評論

用户評論
技術交流、我要發言! 發表評論可獲取積分! 請遵守相關規定。
上傳電子資料