原创 动态电流和电压的测量 - 程控电源技术和应用(17)

2013-4-15 15:41 1604 22 23 分类: 消费电子

在之前的文章中,我多次谈到了N6705直流电源的示波器功能。实际上,这是内置在输出模块中的数字化仪,根据型号的不同,位数在12-28bit 之间, 速度的64kSa/s 200kSa/s 之间。

 

电源都能测量被测件的静态电压与电流,但有些高性能电源,例如N6705直流电源分析仪,还能用内置的数字化仪测量动态电压与电流。这种电源使用内置数字化仪,这就像在电源内置了一台高分辨率的数字示波器,可以用于电压和电流的波形捕获,或者进行长期的数据采集和记录。

 

关于数字化仪

 

数字化仪不同于我们通常所说的A/D转换器。A/D转换器只是数字化仪的一部分,更重要的是,数字化仪包含可信号调理部分,它就像仪器的前端,可以将输入的信号进行增益或衰减,抑制其噪声等,将信号调理成A/D转换器适用的输入信号。可以传统上数字化仪可用于数据采集以便捕获和存储模拟信号。与示波器类似, 使用数字化仪同样可以显示模拟信号。 电源的内置数字化仪能够捕获在输出端上的动态电压和电流波形。

 

1 显示了数字化仪将模拟波形转换为一组数据点。在触发的基础上,数字化仪能够测量采样点,并将其保存到缓存器。

 

20130415084054823001.gif

1数字化仪将模拟波形转换为采样数据点

 

与示波器类似,在执行数字化仪测量时您可以设置以下三个参数的其中两个

 

1.   时间间隔 采样的时间间隔

2.   采样数量 您想要获得的采样总数

3.         采集时间 于采样的总时间

 

设置了两个参数之后剩余参数可通过下面的公式确定

采集时间 = 时间间隔 x 采样数量 –1

 

与示波器类似的是电源的内置数字化仪可配置电平触发,并捕获电源输出电压波形。但它还可以直接设置在电流上的触发,这是示波器无法做到的, 对于被测件的电流特性分析,这一点是非常重要的。电源的数字化仪将会把波形数据点与读数保存到缓冲器。您可以检索数据,利用任意的标准软件进行分析。您还能使用定制程序或可用的器件表征软件,轻松地显示时域中的结果或执行统计分析,显示非常类似示波器的显视或数据记录仪的显示图。


 

电源内置的数字化仪应用示例

 

如果您使用电源来替代电池您能够捕获流入被测件的动态电流信息从而更好地了解被测件电池的电流消耗。因此通过适当的设计调整,您将能够优化不同工作模式下的被测件电源管理。

 

2 显示了利用电源输出端的数字化仪和器件表征软件对手机的电流消耗提取一个采样波形。这就是安捷伦14585A器件表征软件的显示。这个软件适用于安捷伦的N6705 直流电源分析仪。

 

20130415084138116001.gif

图2:器件表征软件使用电源的内置数字化仪来捕获数据显示了手机对电源的电流消耗。

 

使用器件表征软件时捕获数据以图形的方式在时域中显示与示波器显示信号的方式非常接近。可以清晰看到手机的电流工作波形, 在空闲、接收、和发射状态的电流。当然,您也可以采取其它方式来分析这些数据。

 

利用这个软件,您可以使用PC与仪器的总线接口,如USBLAN GPIB), 捕获数字化波形信息,并传入PC。 获取的数据可用于电源上全屏幕显示波形的平均值计算,就像是前面板显示屏一样,或一段波形数据的计算。 您甚至能够通过改变触发偏置,来采集预触发或后触发数据, 以捕获您感兴趣的波形,例如在测量直流浪涌电流时, 直接捕获峰值电流值。

 

了解更多电源内置数字化仪的工作方式,可以收看视频:

 

N6705 演示 - 电源,电表和示波器功能

http://v.youku.com/v_show/id_XMzU0NTkzMjYw.html?f=18816127

 

 

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文章评论1条评论)

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用户1116435 2013-4-15 10:45

很有经验的一位老师

用户1190175 2012-9-15 09:41

深刻!博主,还没写完呢!

用户1620221 2011-8-15 11:47

注意:违规内容已被屏蔽!

用户1514853 2011-2-24 06:39

饱和时,饱和电流大小=5/R3,与R1无关,但饱和深度与R1大小有关。R1大,饱和浅,易进入放大状态;R1小,饱和深,在外部干扰下,不易退出饱和状态。所以在饱和状态下,基流对饱和还是有控制作用的,而不是失去控制作用。
由于硅管的漏电流极小,还是不要讨论这个情况为好。另:我觉得这个问题的讨论好象是把简单问题复杂化了。

cym_anhui_298345135 2011-2-15 14:09

佩服,佩服

用户1332769 2011-2-15 08:46

文章写的不错,值得大家学习,现在好多年轻的工程师,三极管电路已经忘记了,一味的采用IC, 殊不知好多简单的电路用几个分立器件作出来的效果不一定比IC差 这一点,不得不佩服老外,IC不是包治百病的良药

用户1327305 2011-1-26 10:13

我做一个补充,首先我对我对博主的称谓表示道歉,

其实什么叫饱和大家的理解是有误差的,

就象我的比喻: 这个控制的过程就象我们用手去推一个闸门,让水流过闸门的过程,

我们力气的大小就是基极电流Ib,

闸门的开口大小就是Ib*Hfe,

闸门流过的水流就是Ic,

这个和你用什么来计算应该是没有关系的, 和NPN,PNP也是更没有关系的。

饱和应该是你用力去推(Ib增加)的时候,这个闸口不会随推力增加再变大(IC不再等于Ib*Hfe)让水通过的能力不再变大,

而不应该去看这个水流(实际的Ic)有没有变大, 为什么呢,其实在我的实例中Ib增加的时候,Ic的能力是有变化的, 只是我们没有看到这样的变化,因为我们不是从闸口的大小来平定他,

我们从流过的电流来评定他的,因为我们看的是电压,电压是什么,电压是电流呈现在一定的阻抗上的特征,没有电流会有电压吗。 所以我的结果就是Ib增加的时候,Ic没有变化,但这个能代表Ic的驱动能力没有变化吗,能力有增加和实际电流的增加是两个东西,我们不能把他当作一个东西来看待,我们不能把电流的增加来看做能力的增加,电流不变,能力不变,因为能力增加了,闸口开的更大了,只有有足够的水流才能得以体现的.

用户1470025 2011-1-25 16:06

首先对大家能够关注本人的博文,表示衷心感谢。这是我以后继续努力的动力。 在此说明一下:我是个老头,而不是美女。其次,我认为一些同行在看我的文章时,没有仔细阅读。 另外,网友nop-wang在评论中所举的例子,立点是错的。因为你所举例的用调电阻的方法,加上欧姆定律来分析判断晶体管是不是进入饱和,在理论上是没错是,但,一旦你把电阻值改变了,则整个电路的状态也就发生了变化。已经进入饱和状态的管子,可能会退出饱和,同样,也就会存在改变电阻,使晶体管由放大区进入饱和区。 其实,我们只要理解一个事实:晶体管进入饱和状态后,继续加大基极注入,晶体管的IC不会再发生变化就可以了。 关于反向漏电流的问题:因为我在定义时,就点明了,而且考虑到了PNP-NPN两种情况。其实,在规格书上,许多参数相同、但极性相反的管子,有很多,这就是工程上所说的“对管”

用户1470025 2011-1-25 15:30

重申关于晶体管饱和的定义:当晶体管的两个PN结都处于正偏时,此晶体管就是饱和状态。 此时,与Ic多大,Ib多少,无关。 在上面的文字中,好象没说什么EB结正偏、BC结反偏是晶体管饱和呀。 我只是说Vbes被称为正向饱和压降,而Vces被称为反向饱和压降。这是一种在工程中的称呼。

用户1327305 2011-1-25 11:42

杂乱的排版实在对不起大家,要是有兴趣的可以到我的空间里看和下载。
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