83.在高頻端,如何判斷示波器探頭本身的阻抗對(duì)信號(hào)的影響?
答:示波器的探頭都有特定的指標(biāo),可以參照探頭的等效阻抗-頻率圖確定探頭在頻率點(diǎn)的等效阻抗。關(guān)于探頭,泰克有專門的文章叫做《探頭ABC》。
84.為什么用泰克示波器測試30MHz時(shí)鐘的波形振鈴要比安杰侖的大的多(示波器探頭是250MHz的)?
答:測量狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí),只需采用示波器的自動(dòng)觸發(fā)方式,將電壓和電流的波形設(shè)置為比較理想的顯示方式。如果使用TDS5000,還可調(diào)節(jié)resolution旋鈕將采樣率調(diào)至合適檔位(一般為信號(hào)頻率的10倍左右)。然后利用PWR2軟件對(duì)被測數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算。對(duì)于MOSFET我們選擇Vds和Ids作為被測信號(hào)IGBT選擇Vce和Ice作為被測信號(hào)。
當(dāng)用數(shù)字示波器測試開關(guān)電源時(shí), 可否預(yù)先設(shè)置限制參數(shù)(如測試時(shí)間,每次采樣數(shù))如何用泰克示波器實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)電源狀態(tài)變換的測試。 連接方式(可舉例),示波器按鍵的設(shè)置,必要的注意事項(xiàng)。
85.在設(shè)計(jì)軟開關(guān)PWM變換器時(shí)(如PWM半橋開關(guān)變換器),怎樣用示波器觀察MOSFET Vt/It 軌跡?
答:首先示波器要有通道間的時(shí)延校正功能,這樣進(jìn)行相關(guān)數(shù)學(xué)運(yùn)算時(shí)才能保證基本的準(zhǔn)確性。使用高壓差分電壓探頭及電流探頭測量。TEK推出的功率測試方案中就可以動(dòng)態(tài)的觀察MOSFET的整個(gè)工作過程。
86.輸出電容和輸出電感的選擇應(yīng)該根據(jù)負(fù)載的供電需求確定,那對(duì)于L和C值都應(yīng)該按照datasheet上的確定的公式套用嗎?如果按照公式推算出來的值在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)了問題,那么我們應(yīng)該根據(jù)什么來更換呢?
答:不同拓樸的輸出扼流圈及輸出濾波電容的計(jì)算公式是不同的,應(yīng)該按自己所選的電路結(jié)構(gòu)選擇合適的計(jì)算公式。輸出電容的大小主要由輸出紋波電壓要抑制為幾毫伏決定。這就要計(jì)算出ESR,然后可按廠家提供的DATASHEET選擇。但選電容時(shí)還要考慮負(fù)載的變化、電流變化范圍、輸出電感感量等等,因?yàn)樗鼈儠?huì)使電容特性改變。
87.目前,HID疝氣燈已經(jīng)廣泛用在一些高檔轎車大燈上,但在HID燈安定器的高壓電路設(shè)計(jì)中,發(fā)現(xiàn)由于高壓回收速度不夠快,造成有時(shí)點(diǎn)燈不暢。如何解決?
答:HID疝氣燈一般都有一個(gè)二次擊穿的過程,然后大燈趨于穩(wěn)定的工作狀態(tài);首先要對(duì)二次擊穿進(jìn)行有效的控制方可保證其穩(wěn)定工作,量測二次擊穿只需使用TDS5000的長記錄長度,進(jìn)行單次觸發(fā)捕獲其波形,然后分別測量一次擊穿和二次擊穿的峰值電壓以及其脈沖寬度,再測量兩次擊穿脈沖間的時(shí)間即可,根據(jù)實(shí)際狀況看看以上參數(shù)是否滿足設(shè)計(jì)要求。
88.如果使用探頭和虛擬儀器,可以在PC機(jī)上顯示出波形。同時(shí),各種各樣的計(jì)算都可以輕松實(shí)現(xiàn)。TEK5000系列和虛擬儀器有何本質(zhì)區(qū)別?
答:DS5000雖然是一臺(tái)基于Windows 2000的示波器,但實(shí)際上它是分成兩個(gè)重要部分的,首先他具有一個(gè)真正意義上的示波器采集和處理的部分,這部分的數(shù)據(jù)處理是通過示波器本身的一個(gè)專業(yè)處理器進(jìn)行的,而Windows2000的計(jì)算機(jī)平臺(tái)只是對(duì)示波器采集下來的數(shù)據(jù)(內(nèi)部通過PCI總線通訊)進(jìn)行一些后臺(tái)分析計(jì)算處理,這部分與示波器本身的顯示并無聯(lián)系。
而所謂的虛擬儀器(大多為PC插卡式的),它通過一個(gè)數(shù)據(jù)采集卡(一般速度很慢)將外界的信號(hào)采入計(jì)算機(jī)內(nèi)部,通過計(jì)算機(jī)自身的CPU對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,它是一種廉價(jià)的解決方案,它的致命弱點(diǎn)是沒有任何溯源性(它受計(jì)算機(jī)主機(jī)的影響太大,不同主機(jī)導(dǎo)致的測試結(jié)果有較大的誤差),我們知道測試儀器的一致性是決定測試結(jié)果成敗的關(guān)鍵。
89.如何減小DC-DC變壓器的熱損,在設(shè)計(jì)變壓器時(shí)應(yīng)注意那些問題?對(duì)變壓器的外圍電路有何要求?
答:應(yīng)遵循磁通復(fù)位的原則。設(shè)計(jì)變壓器無非要選擇磁芯規(guī)格及尺寸、計(jì)算占空比、磁感應(yīng)增量、原,副邊的匝數(shù)。在實(shí)驗(yàn)中校對(duì)最壞情況下的磁飽和的情況。
90.在開關(guān)電源的設(shè)計(jì)中常會(huì)遇到的棘手問題是效率問題。而整機(jī)的效率很大程度上取決與開關(guān)管的損耗,在我們的電路和器件選定后,開關(guān)管的開關(guān)波形測量很重要,可以根據(jù)它的數(shù)據(jù)來判斷和改善開關(guān)工作狀態(tài)。那么在利用示波器進(jìn)行這項(xiàng)測試時(shí)應(yīng)該如何正確操作和注意哪些問題呢?
答:開關(guān)電源中有兩大主題:提高效率和提高可靠性。效率就要測損耗,損耗主要集中在開關(guān)管和磁性元件上,為此我們應(yīng)該通過示波器測量開通損耗、截止損耗、導(dǎo)通損耗,同樣的對(duì)變壓器和電感能測量其磁芯損耗和動(dòng)態(tài)電感。
91.在實(shí)際工作中,需要對(duì)開關(guān)振蕩信號(hào),視頻信號(hào)等進(jìn)行測試和分析,該如何進(jìn)行?
答:TEK的TDS5000系列示波器能很輕松的對(duì)這兩類信號(hào)進(jìn)行測量分析。
對(duì)于開關(guān)電源你所說的驅(qū)動(dòng)信號(hào),我們的TDSPWR2提供了四種分析:占空比趨勢分析,開關(guān)頻率趨勢分析。
寬度及周期趨勢分析:TDS5000示波器更具有豐富的視頻觸發(fā),能應(yīng)用多種制式,能單獨(dú)對(duì)場,并行進(jìn)行觸發(fā)。
92.在反激式開關(guān)電源電源用一種變壓器算法,總是需要再進(jìn)行好多次的調(diào)整。反激式開關(guān)電源有沒有一種比較通用的變壓器參數(shù)計(jì)算方法?
答:變壓器的設(shè)計(jì)雖然通過理論計(jì)算,但因?yàn)榇判?,繞制方法等的差異性,仍需要多次試驗(yàn)調(diào)整。一般是先計(jì)算原邊電感,根據(jù)輸出功率來選磁芯材料與骨架尺寸,然后根據(jù)手冊確定一些如磁芯截面積等參數(shù)等。單端設(shè)計(jì)變壓器就是要讓磁芯的磁通復(fù)位。
93.使用TDS3032B和THS710示波器,怎樣將一次性隨機(jī)出現(xiàn)的信號(hào)完整地捕捉并存儲(chǔ)下來,然后重顯分析?
答:如果測的所謂隨機(jī)信號(hào)為一個(gè)單次信號(hào),那么只要設(shè)置與該信號(hào)相匹配的垂直和水平刻度,調(diào)整好觸發(fā)電平,使用單次觸發(fā)等待信號(hào)出現(xiàn)即可,然后利用SAVE/RECALL將它存入ref里即可隨時(shí)調(diào)出;若是該信號(hào)為重復(fù)信號(hào)中出現(xiàn)的某種異常,則可先Autoset,然后將
獲取模式設(shè)為快速500點(diǎn)顯示,調(diào)整余輝至無限即可。
94.開關(guān)電源在低溫下啟動(dòng)(如:-20℃以下)有什么特殊的要求?
答:關(guān)鍵是器件選擇的溫度范圍。比如電容、MOSFET、二極管等等。
95.開關(guān)電源總會(huì)有電磁輻射,同時(shí)越有可能受到其他電器設(shè)備的干擾。怎樣做才能達(dá)到期即不受其他電器的干擾,又有效地方志器向外輻射呢?
答:開關(guān)電源因工作在高電壓大電流的開關(guān)狀態(tài)下,其引起的電磁兼容性問題是相當(dāng)復(fù)雜的。從整機(jī)的電磁兼容性講,主要有共阻抗耦合、線間耦合、電場耦合、磁場耦合和電磁波耦合幾種。電磁兼容產(chǎn)生的三個(gè)要素為:干擾源、傳播途徑及受干擾體。共阻抗耦合主要是干擾源與受干擾體在電氣上存在共同阻抗,通過該阻抗使干擾信號(hào)進(jìn)入受干擾對(duì)象。線間耦合主要是產(chǎn)生干擾電壓及干擾電流的導(dǎo)線或PCB線,因并行布線而產(chǎn)生的相互耦合。電場耦合主要是由于電位差的存在,產(chǎn)生的感應(yīng)電場對(duì)受干擾體產(chǎn)生的耦合。
磁場耦合主要是大電流的脈沖電源線附近產(chǎn)生的低頻磁場對(duì)干擾對(duì)象產(chǎn)生的耦合。而電磁波耦合,主要是由于脈動(dòng)的電壓或電流產(chǎn)生的高頻電磁波,通過空間向外輻射,對(duì)相應(yīng)的受干擾體產(chǎn)生的耦合。實(shí)際上,每一種耦合方式是不能嚴(yán)格區(qū)分的,只是側(cè)重點(diǎn)不同而已。從電磁兼容性的三要素講,要解決開關(guān)電源的電磁兼容性,可從三個(gè)方面入手。
1)減小干擾源產(chǎn)生的干擾信號(hào);
2)切斷干擾信號(hào)的傳播途徑;
3)增強(qiáng)受干擾體的抗干擾能力。
在解決開關(guān)電源內(nèi)部的電磁兼容性時(shí),可以綜合運(yùn)用上述三個(gè)方法,
以成本效益比及實(shí)施的難易性為前提。對(duì)開關(guān)電源產(chǎn)生的對(duì)外干擾,如電源線諧波電流、電源線傳導(dǎo)干擾、電磁場輻射干擾等,只能用減小干擾源的方法來解決。
一方面,可以增強(qiáng)輸入輸出濾波電路的設(shè)計(jì),改善有源功率因數(shù)校正(APFC)電路的性能減少開關(guān)管及整流續(xù)流二極管的電壓電流變化率,采用各種軟開關(guān)電路拓?fù)浼翱刂品绞降取?/p>
另一方面,加強(qiáng)機(jī)殼的屏蔽效果,改善機(jī)殼的縫隙泄漏,并進(jìn)行良好的接地處理。而對(duì)外部的抗干擾能力,如浪涌、雷擊應(yīng)優(yōu)化交流輸入及直流輸出端口的防雷能力。通常,對(duì)1.2/50μs開路電壓及8/20μs短路電流的組合雷擊波形,因能量較小,可采用氧化鋅壓敏電阻與氣體放電管等的組合方法來解決。
減小開關(guān)電源的內(nèi)部干擾,實(shí)現(xiàn)其自身的電磁兼容性,提高開關(guān)電源的穩(wěn)定性及可靠性,應(yīng)從以下幾個(gè)方面入手:
注意數(shù)字電路與模擬電路PCB布線的正確區(qū)分、數(shù)字電路與模擬電路電源的正確去耦;
注意數(shù)字電路與模擬電路單點(diǎn)接地、大電流電路與小電流特別是電流電壓取樣電路的單點(diǎn)接地以減小共阻干擾、減小地環(huán)的影響;
布線時(shí)注意相鄰線間的間距及信號(hào)性質(zhì),避免產(chǎn)生串?dāng)_;減小地線阻抗;減小高壓大電流線路特別是變壓器原邊與開關(guān)管、電源濾波電容電路所包圍的面積;
減小輸出整流電路及續(xù)流二極管電路與直流濾波電路所包圍的面積;減小變壓器的漏電感、濾波電感的分布電容;采用諧振頻率高的濾波電容器等。
TEK推出的功率測試方案就可以對(duì)電流諧波按EN61000-3-2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行預(yù)先一致性測試,
96.SOA測試是通過什么數(shù)據(jù)得到的,可以通過示波器的什么測量方法得到該數(shù)據(jù)?
答:SOA就是安全工作區(qū)域測量,它是用來判斷功率器件的可靠性的,當(dāng)出現(xiàn)短路或啟動(dòng)加電等時(shí),超過安全工作區(qū)域的可能是僅有的幾個(gè)周期,而且這也是不易被察覺的,但器件受到的影響不至于損壞,但對(duì)器件來說也是一種積累,器件的裕量可能不夠了。
97.用示波器如何測試抖動(dòng)分量?
答:確定性抖動(dòng)可以用示波器測量出來,在示波器上可以讀出上升/下降沿的時(shí)間寬度,根據(jù)信號(hào)周期可以換算成UIp-p即是抖動(dòng)的峰值幅度,如下圖。更詳細(xì)的內(nèi)容可以參考示波器廠家如泰克的相關(guān)資料。
98.如何區(qū)分模擬帶寬和數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬?
答:帶寬是示波器最重要的指標(biāo)之一。模擬示波器的帶寬是一個(gè)固定的值,而數(shù)字示波器的帶寬有模擬帶寬和數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬兩種。數(shù)字示波器對(duì)重復(fù)信號(hào)采用順序采樣或隨機(jī)采樣技術(shù)所能達(dá)到的最高帶寬為示波器的數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬,數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬與最高數(shù)字化頻率和波形重建技術(shù)因子K相關(guān)(數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬=最高數(shù)字化速率/K),一般并不作為一項(xiàng)指標(biāo)直接給出。從兩種帶寬的定義可以看出,模擬帶寬只適合重復(fù)周期信號(hào)的測量,而數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬則同時(shí)適合重復(fù)信號(hào)和單次信號(hào)的測量。廠家聲稱示波器的帶寬能達(dá)到多少兆,實(shí)際上指的是模擬帶寬,數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬是要低于這個(gè)值的。例如說TEK公司的TES520B的帶寬為500MHz,實(shí)際上是指其模擬帶寬為500MHz,而最高數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬只能達(dá)到400MHz遠(yuǎn)低于模擬帶寬。所以在測量單次信號(hào)時(shí),一定要參考數(shù)字示波器的數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬,否則會(huì)給測量帶來意想不到的誤差。
99.示波器是否可作為數(shù)字化儀使用?
答:最快的示波器和數(shù)字化儀通常都采用并行的閃速轉(zhuǎn)換器和8位的分辨率。8位或256級(jí)數(shù)字化足夠表達(dá)一個(gè)比較平滑和容易了解的波形顯示。因此,為何不用數(shù)字存儲(chǔ)示波器(DSO)作為數(shù)字化儀,特別對(duì)于高速信號(hào),兩種儀器都難以獲得8位以上的分辨率。
事實(shí)上,這樣做的結(jié)果是滿意的,但是也有例外。示波器是非連續(xù)采集儀器而數(shù)字化儀可以不是那樣。示波器捕獲信號(hào)后再捕獲更多信號(hào)之前要有地方放置數(shù)據(jù),除非采用類似電視幀速率的連續(xù)波形采集把數(shù)據(jù)存人像素映像。這樣的采集和等效顯示率很高,但數(shù)據(jù)格式使進(jìn)一步的外部分析數(shù)據(jù)量非常巨大。
除上述特殊處理外,示波器只能以很低速度連續(xù)采集和顯示信號(hào)。數(shù)字化儀可獲得連續(xù)的100MS/s或更高的吞吐率,只受存儲(chǔ)器總線速度的限制。例如一種PCI總線的數(shù)字化插卡,數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到100MB/s,PCI總線可工作至66MS/s(132MB/s)。
示波器的吞吐率受較慢、低的I/O能力的數(shù)據(jù)處理速度的限制。速度較慢的數(shù)字化儀和數(shù)據(jù)記錄器可將數(shù)據(jù)直接寫人硬盤,存檔幾GB的數(shù)據(jù),而示波器一般最高只有16MB。如果從另一方面看數(shù)據(jù)傳輸率,許多應(yīng)用只需要捕捉偶發(fā)性數(shù)據(jù),但這些突發(fā)信號(hào)可能很接近。這時(shí)快速地傳輸數(shù)據(jù)記錄就十分重要,這類信號(hào)有高重復(fù)脈沖頻率(PRF)的掃描雷達(dá)、時(shí)間分辨的超聲聲納、飛行時(shí)間的質(zhì)譜儀、以及核子計(jì)數(shù)等應(yīng)用。
100.什么是組合示波器?
答:組合示波器是一種把模擬示波器和數(shù)字存儲(chǔ)示波器(DSO)兩者的能力和優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起的示波器。當(dāng)組合示波器被設(shè)置成DSO時(shí),用戶可以用它來進(jìn)行自動(dòng)參數(shù),測量,存貯采集的波形進(jìn)而制作硬考貝;同時(shí),在需要的時(shí)候還能具有模擬示波器的無限分辨率以及熟悉而可信的波形顯示,并且使用組合示波器時(shí),不管信號(hào)重復(fù)速率的高低,都可獲得最亮的顯示 60.?dāng)?shù)字示波器一般提供在線顯示均方根值,它的精度一般是多少?
答:示波器的幅值測量精度,很多人用A/D位數(shù)來衡量,實(shí)際上,隨著您所用的示波器帶寬,實(shí)際的采樣率設(shè)置等,會(huì)有變化,若帶寬不夠,本身帶來的幅值測量誤差就很大,若帶寬夠了,采樣設(shè)置很高,實(shí)際的幅值測量精度就不如采樣率低的時(shí)候的精度(您有時(shí)可參考示波器的用戶手冊,它可能會(huì)給出不同采樣率下,示波器的A/D實(shí)際有效位數(shù));總的來講,示波器測量幅值,包括均方根值的精度往往不如萬用表,同樣,測量頻率,它不如頻率計(jì)數(shù)器。
評(píng)論