在开始这场探索之前,你需要做好充分的准备。首先,确保你有一台性能稳定的示波器,以及一些必要的辅助工具,比如接地环、电容等。这些工具将是你捕捉电源纹波的得力助手。同时,你还需要对电源纹波有一定的了解,知道它是什么,为什么需要测量,以及如何测量。
电源纹波是指在直流电压或电流中,叠加在直流稳定量上的交流分量。它就像音乐中的杂音,虽然不是主要旋律,但却能影响整个乐章的和谐。电源纹波的主要来源包括输入低频纹波、高频纹波、寄生参数引起的共模纹波噪声、功率器件开关过程中产生的超高频谐振噪声,以及闭环调节控制引起的纹波噪声。这些纹波的存在,会降低电源的效率,干扰数字电路的逻辑关系,甚至导致用电器烧毁。
掌握了电源纹波的基本知识,接下来就是关键的一步——如何用示波器调整参数,捕捉电源纹波。这里,我们将以普源示波器为例,一步步带你走进示波器的世界。
首先,将普源示波器与待测电源连接起来。通常,被测电源的正极与示波器的通道1连接,负极与示波器的地线连接。确保示波器的通道1选择了合适的耦合方式,通常选择AC耦合,这样可以滤除直流信号的干扰,让你更清晰地看到纹波信号。
打开被测电源,使其工作。在示波器屏幕上,你应该能够观察到电源输出的波形。如果波形不够清晰,可以调整示波器的水平和垂直缩放,使得波形完整可见。选择合适的时间基准,一般选择10ms/div或者100ms/div,这样可以帮助你更清楚地观察到纹波的周期和频率。
调整示波器的触发模式,通常选择自动触发。这样,即使在没有信号输入的情况下,示波器也能自动触发,显示稳定的波形。
在示波器屏幕上,你可以看到电源纹波的具体表现。使用示波器的光标功能,测量纹波的幅度和周期。纹波的幅度表示纹波的大小,纹波的周期表示纹波的重复频率。如果需要更详细的分析,可以使用示波器的数学功能,对波形进行FFT变换,得到纹波的频谱分布。
根据测量结果,评估电源纹波的严重程度。一般来说,纹波幅度越小,纹波周期越大,电源质量越好。比较被测电源的纹波与规定的标准,判断其是否符合要求。不同的应用场景对电源纹波的要求不同,需要根据具体情况进行评估。
如果发现电源纹波超标,就需要对电源进行相应的调整。比如,增加储能电容,改善布局走线,或者更换更高品质的电源等。
理论知识的掌握只是第一步,真正的考验在于实践。在实际操作中,你可能会遇到各种各样的问题,比如信号不稳定、波形模糊等。这时,就需要你发挥自己的聪明才智,灵活运用所学知识,找到解决问题的方法。
在测量电源纹波时,探头的选择至关重要。如果电压比较大,或者对带宽要求比较高的情况下,可使用X10档,普通情况下建议使用X1档,避免不必要的噪声衰减影响纹波的测量。同时,记得要将示波器通道的衰减比也调成X1。
一般开关电源输出的纹波频率在0~20MHz范围。而高频同步开关噪声和信号反射等引起的噪声在0~1GHz范围。所以建议选择20MHz带宽限制,可将不必要的高频噪声滤除。
为了避免电磁辐射等对信号的干扰,示波器探头接地线要求尽量短,通常使用探头自带的接地弹簧来接地。
通过FFT功能,对纹波波形进行频域分析,这样可以准确地知道每个频点上的噪声和由开关引起的纹波大小。
通过这次探索之旅,你不仅学会了如何用示波器调整参数,捕捉电源纹波,还深入了解了电源纹波的相关知识。这些知识和技能,将
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