原创 WaveSurfer Xs-A-The prefert scope for Power testing(2)

 2009-4-12 23:46  1064 5 5 分类: 消费电子

4，采样率

每次培训中，我都在口干舌燥地强调，一定要过采样而不要欠采样。如何判断是否过采样，我建议的方法是放大波形后查看上升沿或毛刺上是否有5个以上的点。对于电源开关管的测量，我建议的采样率是250MS/s以上，如果示波器存储深度足够长，建议用500MS/s采样更好。 我感到难以理解的是，有那么的电源工程师在盲目地使用示波器而拒绝学习示波器最基本的操作要领，甚至有的是在测量Vds电压时并不关心当前的采样率是多少，有的测量Vds电压时，采样率很低而且设置的是正弦插值，甚至有的在1s/div的时基下测试开机过程的Vds电压，甚至有的在滚动模式下测试开机过程的Vds电压。这种盲目地使用必然带来完全错误的结果。在测试Vds电压时一定要“Keep an eye on the Sampling Rate!” 时刻警惕采样率。过高的采样率会导致捕获的时间太短。工程师们需要根据被测开关管的特点来确定应采样多少采样率是足够的。WaveSurfer24Xs-A的采样率2.5GS/s对于电源测量是足够的了。

5，存储深度

“长存储，一定要长存储！” 我们反复倾听到电源工程师这样强调。 为什么需要长存储？因为电源测试中需要测量在一些动态条件下的MOSFET的Vds电压。这个电压值不能超标，否则电源就“炸机”了。准确测量Vds其实真是个难题。我在之前的高压“测不准”文章中进行过探讨。 电源工程师需要测试在负载连续变化时（50%-75%-50%，25%-50%-25%动态变化）的Vds值是否超标，需要测试在负载由满载向空载、空载向满载跳变的过程中的Vds值是否超标，需要测试在开机的软启动过程中Vds值是否超标，需要测试PFC电路的输入为一个完整周期10ms时的Vds值是否超标。 以上这些测量中，都是十几毫秒，甚至几十毫秒，上百毫秒的过程。软启动的时间对于不同类型的电源要求不一样，对于通信电源，要求开机过程很短，十几毫秒甚至更短，对于大功率的UPS、变频器等电源，开机时间很长，甚至达到1s以上的时间。不过，对于大功率电源，开关频率通常很低，只有几KHZ，因此，采样率并不需要250MS/s以上。软启动时间越短，MOSFET的Vds电压过冲越大。 测量量软启动过程中的开关管电压应力的方法建议是通过单次触发捕获完整的软启动过程后测量Vds的最大值，而不是通过滚动模式来测量。

多少存储深度是足够的？ 5Mpts的存储深度够吗？存储深度等于采样率乘以采样时间，如果电源的软启动时间是20ms，设置示波器采样率为 250MS/s，那么需要的存储深度为5Mpts。如果软启动时间更长，而示波器存储深度只有5Mpts，那么我们要仔细判断一下比250MS/s更低的采样率是否也能实现过采样。总之，就是这么简单的乘积关系。

WaveSurfer 24Xs-A标配有5Mpts的存储深度，能满足大多数的电源测试需要，如果需要10Mpts的存储深度，可以选择WaveSurfer24MXs-A。

6，测量功能

力科的WaveSurfer Xs-A系列是同等产品中唯一可以提供一次性参数测量功能(AIM)的示波器。所谓AIM，就是All In one time Measurement，力科示波器可以对屏幕上捕获到的每个脉冲的水平轴参数同时进行测量，给出最大值最小值平均值等统计信息，而其它品牌只能测量屏幕上的第一个脉冲或中间一个脉冲的水平轴参数。譬如图四的两个图片中，我们明显能看出脉宽是变化的，通过力科示波器，捕获一次就可以测量出最大值是500ns左右，最小值是100ns，但如果用Tek示波器，捕获100次也测量不出实际的最小值100ns，测量出的最小值是500.5ns，最大值是500.8ns。因为Tek示波器只测量屏幕上的第一个脉冲。 AIM这个功能我想是怎么强调都不过分的。想到这个功能我总想起我在电源客户那遇到的这个实际测试案例。图五所示中有两个包络，包络里面的波形是频率和幅值变化的正弦脉冲信号。工程师需要测量出这些变化的信号频率范围。用力科示波器可以非常快速方便地测量出来。如果没有AIM功能，工程师需要减小时基使屏幕上只显示一个脉冲，然后用某种触发方式使这些频率变化的脉冲轮流出现在屏幕上。屏幕上的波形幅度有规律地由大变小再由小变大，看起来很眩目，但很难快速准确地测量出来频率的范围。

关于AIM功能，我的同事李军曾有专文介绍，请参考阅读。 http://tm.eefocus.com/myspace/blog/show.php?id=161301

在测量功能方面，WaveSurfer 24Xs-A具有的优势还有：可以同时测量6个参数，测量的速度比同等示波器快10倍以上。同等的示波器，我们知道，其存储深度仅仅是用来观察波形的，在长存储下，它的测量运算速度非常非常慢，没有实际应用价值。您可以做的实验是，捕获一个通道波形，同时测量四个参数如周期，频率，上升时间，下降时间等，您会发现测量一次需要20秒的时间。据一些示波器的发烧友研究发现，这种所谓长存储的示波器，其处理器架构和TDS3000一样，只是强行地将存储深度加大以卖一个没实用价值的好指标。

图四 AIM功能的解释

7，波形分析功能

力科示波器具有最强的波形分析功能，这是业界长期的共识。想到力科示波器，人们就会想到是适合调试分析的工具。WaveSurfer Xs-A标配的 WaveScan功能可以非常便于电源工程师去查找定位异常信号。关于WaveScan功能，请参考阅读我们之前发布的文章:

http://blog.sina.com.cn/s/blog_521262a30100aowc.html

8，操作便利性

我们常说，只要您是懂一点示波器的基本原理的，我们可以在20分钟之内

教会你操作力科示波器。 WaveSurfer 24Xs-A是操作起来非常简洁的示波器，可以支持触摸屏、鼠标、前面板三种操作方式，有中文和英文菜单可选，有光标、垂直控制、水平控制、参数测量、波形缩放等快捷设置。

图六操作的简洁性

我在之前的文章中曾对其操作反应速度之快惊叹不一已。http://tm.eefocus.com/myspace/blog/show.php?id=167148

9，归档功能

“有80G的硬盘，存储图片确实很方便!” ，“能直接上网真好，网络共享数据方便。” 我们倾听到工程师这样的反馈。WS 24Xs-A有80G的硬盘，每个人可以有一个专属文件件，按一个按钮就可以将图形保存到设定好的文件夹中，您可以随心所欲地存储大量的数据。 WaveSurfer24Xs-A可以直接上网，将您的文件夹共享之后您就可以将大量的数据复制到自己的电脑中。当然，您也可以通过U盘来下载数据。

图七 WaveSurfer24Xs-A非常便于归档

10、性价比

人们都喜欢物美价廉的产品。如果您对WaveSurfer24Xs-A或WaveSurfer24MXs-A感兴趣，欢迎和我们各地的力科代表处或代理商联系。建议是先看到产品演示后再了解价格。“价格比我想象中要便宜多了。” 这是我了解到的反馈。

11，探头及电源测试系统

电源测量需要高压差分探头和电流探头。对于有些测量必须需要差分放大器DA1855A来测量。力科的高压差分探头ADP305，ADP300和电流探头CP030，CP031，CP150，CP500等都可以支持热插拔，都不需要外供电，自动归零、消磁等操作都很方便。更复杂的电源测量，我们推荐用力科的WaveRunner Xi-A系列和探头等组成电源测试系统。这个方面，我需要另文介绍。