原创 雷人至晕的测试故事(1):示波器+标配探头测线性电源纹波?

2013-3-16 12:07 7124 25 47 分类: 消费电子

      希望看到这些故事的工程师不要一拍脑袋,想起自己也干过这些雷人的事情。 本人在测试测量这个行业混迹了十多年,经历过不少很有趣的故事。 当然了,这些故事中的人物都是我安插上去的,如有雷同,纯属巧合.

 

    有位仁兄,便宜的价格买了一台可调线性电源,用于为被测件供电。 这个电源说明书上标称的噪声值非常低,只有2mV 这也的确是他需要的。而且很自豪地告诉我,虽然这台电源的价格比安捷伦的便宜很多,但噪声指标一点不差。 于是我问他:你确认这个指标没问题吗? 仁兄一拍胸脯:没问题,我用示波器测过。 我又问他:您是怎么测的? 仁兄很有把握地回答:我是用一个500MHz的进口示波器测的,几乎看不出纹波。我又问他:您能告诉我使用的是什么探头吗? 仁兄非常自信地回答:就是示波器标配的那个500HMz探头。 我的最后一个问题是:在测量的时候加负载了吗?- 回答:没有。

 

   我开始犯晕了:首先电源的噪声测量应该是当电源在最大输出状态下的指标,如果没有加负载,那就无法知道电源带载后的实际状态。 更要命的是, 示波器标配的探头可是101的,换句话说,噪声信号进来之后,已经被衰减到原来幅度的10%,即使电源的纹波和噪声指标是20mV, 通过这个探头后, 幅度就被衰减为2mV! 通用示波器的本底噪声约为1-2mV,  这样,纹波信号基本上全被淹没了。所以,如果希望验证您手中电源的噪声指标,首先是要把电源带上负载,把输出调到最大,再使用以下的方法:

 

  1.  采用11的示波器探头,带宽需要在20MHz以上,例如安捷伦的N2870A 35MHz 1:1 的探头。这样适合与5mVpp以上的低噪声测量
  2.  采用30MHz的宽带差分放大器, 对噪声进行放大10倍之后,再用示波器测量。这更适用于更小幅度的纹波噪声测量。 关于这个测量方法,我在先前的《程控电源技术和应用(5):超低纹波的测量》》博客中有详细介绍。

      总之, 好仪器对测量非常重要,但探头可是把门的。如果忽略了看门的,那就会惹上麻烦了。 另外,电源的纹波指标测量,需要带上负载,在最大输出状态下测量值。

 

 

了解安捷伦的电源纹波测量方法, 可以观看视频:

http://v.youku.com/v_show/id_XNTAzMTYwODAw.html?f=17488112

 

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文章评论22条评论)

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hai861017_179143110 2015-4-24 14:35

学习到了!谢谢!

kent_rao_738407428 2013-4-8 21:50

此言极是!当开关的工作频率越来越高后,无论是辐射干扰还是传导干扰,都会越来越强。 我之后会找几篇关于开关电源电磁预兼容测量的文章分享给大家

xuewen_ran 2013-4-8 09:30

示波器的使用确实不是简单的事情,其他测量仪器也是一样,首先需要了解测量仪器的原理和特性,还必须了解被测对象的特性,需要理论指导实践才行。 现代的示波器基本都是数字示波器了,功能丰富的同时也对信号做了很多处理,呈现出来的已经不是原始信号的简单扫描再现。同样的仪器和环境,不同的人看到的结果有可能是完全不同的,关键看你对测量的基础是否了解清楚,是否明白你要做的事情的原理和测量方法的细节。 电源纹波的测量仅仅靠1:1的标准探头往往看到的并不是真实信号,目前的开关电源工作频率都比较高,探头裸漏部分感应到的信号有可能已经比纹波本身还大。同时测量环境中的干扰也是不容忽视的。

用户1625273 2013-3-24 10:03

不错,概念正确。

kent_rao_738407428 2013-3-23 08:40

上周我遇到了一个非常类似的情况。 有位工程师告诉我, 他在测量一个峰值为30mV 的信号时,感觉示波器的测量结果和设计有非常大的区别,信号的带宽并不高。 仔细了解之后,发现他使用的是示波器标配的1:10的探头,经过探头的衰减, 信号幅度只有3mV, 一般的示波器是很难测准这样小的信号

kent_rao_738407428 2013-3-23 08:26

说的很对!如果利用示波器测量一个较高直流偏置上的纹波,如果采用示波器的直流耦合,当把示波器的增益打大后,波形就跑出了显示界面。这时我们就需要采用交流耦合,示波器就把直流隔离掉了,进入前端的信号只有交流信号,这样就可以测量了

shqlcdd_826727048 2013-3-22 16:54

饶工讲解的很细致,让我们这些晚辈受益匪浅

用户618179 2013-3-22 12:06

呵呵,教育中重视了基础的问题,却忽略了细节问题!特别是测试行业,细节往往掌控全局!

用户1009316 2013-3-19 22:50

这有什么,示波器有一个叫交流输入的东西,否则以示波器六位到8位的AD水平,电压稍微高一点你就什么都看不到了,差分探头这种高档货的方案好像是卖探头的提出来的(动辄好几万),当然有些特殊场合,却是需要差分探头,但是在这里,我看还是算了吧

用户1142635 2013-3-19 13:10

学习了! 谢谢
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