示波器在測試電源紋波上的應(yīng)用
1 測量方法
測量紋波首先必須知道正確的測量方法,很多工程師拿數(shù)字示波器測量出來幾百mV的紋波值,和參數(shù)規(guī)格一比,完全差了幾十的倍數(shù)這個肯定是測量方式不正確造成。下面以鼎陽公司的SDS1000為例,進行常規(guī)測量所采用的正確操作步驟、
打開SDS1000的帶寬限制功能,限制示波器帶寬為20MHz,或者是打開數(shù)字濾波選擇低通濾波功能,調(diào)節(jié)低通濾波的限制帶寬值,打到20MHz以下,具體效果可以從波形上反饋出來。目的是避免數(shù)字電路的高頻噪聲影響紋波測量,盡量保證測量的準(zhǔn)確性;
設(shè)置耦合方式為交流耦合,避免因為直流信號過大示波器顯示不出紋波信號,方便測量(以更小檔位來仔細(xì)觀測紋波,不關(guān)心直流電平);
保證探頭接地盡量短(測量紋波動輒上百mV的主要原因就是接地線太長),可以拆除探頭的接地線和外殼,露出探頭地殼,將接地線纏繞在探頭地殼上,這一可以有效的保證接地線長度小于1cm;(這是重點,本來紋波就為小信號,接地線過長產(chǎn)生的電感效應(yīng)會對測量產(chǎn)生較大的噪聲干擾)
示波器地懸空,只通過探頭地與測試信號的參考點共地,不要通過其他方式與測試設(shè)備共地(這樣很可能會給紋波測量引入很大的地噪聲)。例如:當(dāng)示波器和其他儀器共插線板時,其他儀器的開關(guān)可能通過接地線給測試帶來噪聲干擾。
下圖為接地線長度對一個方波信號產(chǎn)生的影響:
圖 1.1 探頭接地線的電感效應(yīng)
2 對儀器的要求
示波器參數(shù)要求:
支持帶寬限制或數(shù)字濾波功能:一般示波器都支持20MHz帶寬限制,也有更為高級的數(shù)字濾波功能,如:SDS1000系列。
探頭要求:
為了使接地線盡量短,可以為探頭配置測試短針,或者自制短接地線:去除探頭接地線套,用金屬絲自行繞制接地短線,推薦五類線中銅絲,強度適中。也可以用焊錫絲、鋁絲等。
選擇1X無衰減檔位,一般無源探頭在1X檔位時,其帶寬限制在6MHz/10MHz帶寬,如此在前端可有效濾除高頻噪聲的干擾,減小紋波測量影響。如選用10X檔位,不但無濾波作用,而且對紋波信號衰減嚴(yán)重,會增加觀察難度。
3 實際測試一個紋波圖形:
測量一個電源紋波,首先用長的接地線測試紋波:
圖 3.1 電源0.18V輸出,紋波如上圖(2mv/div檔位SIGLENT自動打開帶寬限制,方便紋波測量)
同上直接將探頭地金屬殼與地相連測試紋波:
圖 3.2 盡量縮小地線長度,明顯信號質(zhì)量好很多
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