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减小测量电源纹波时的示波器空间噪声 示波器技术指标

时间:2020-07-29    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
空间噪声对示波器探头的影响是存在的。相信大多数同行,都会有经验,在测量电路的电源纹波时,我们经常在示波器中测量到空间噪声。

当我们将示波器探头与地线(鳄鱼夹)短路“鳄鱼夹咬合探头”,尝试将探头靠近电路板,我们可以从示波器上探测到空间噪声。我们一般倾向认为,这是因为探头的鳄鱼夹地线,构成了一根“天线”,接收来自空间辐射的缘故。

特别是,如果板上存在DC/DC电路,我们将咬合探头越靠近DC/DC芯片,我们将能够得到一个特别清晰的波形,无疑的,这是DC/DC的空间噪声,在我们测试的电路板上,这个纹波甚至可以达到60mVpp(当“天线”非常靠近DC/DC时)。

因此,如果我们使用示波器上的地线(鳄鱼夹线),在电源纹波测量,特别是存在DC/DC电路板的测量时,无可避免,我们将受到主要由于DC/DC电路造成的空间噪声的影响。无论我们测量电路板上的那个触点,甚至是GND点,我们将清楚看到这个纹波的存在。在我们的测试板上,这个纹波大小一般为15~20mVpp。特别要注意的是,纹波波形与DC/DC的噪声是基本相同的。

解决方式

一个简单常用的技巧就是,测量的过程,不要使用如此长的鳄鱼夹地线,将它遗忘掉。在探头间隔2mm不到的地金属环上,用焊锡缠绕数圈,焊锡丝长度尽量短,另一头焊在电路板上,距离测量点较近的GND即可。

使用这个简单的方式,我们将来自DC/DC的空间噪声降到5mVpp。应注意,“尽量短”的焊锡长度是重要的,哪怕长度多出5mm,在我们的测试中,都能够显著将DC/DC波形的空间噪声的影响提升数倍。
示波器探头的安装和使用方法

  探头的安装方法是很有讲究的,如果安装错误很容易导致示波器检测出现问题。那么示波器探头的安装方法是什么呢?今天小编就来为大家介绍一下具体的安装方法吧,希望可以帮助大家更加了解示波器的应用。

  首先是带宽,这个通常会在探头上写明,多少MHz。如果探头的带宽不够,示波器的带宽再高也是无用,瓶颈效应。

  另外就是探头的阻抗匹配。探头在使用之前应该先对其阻抗匹配部分进行调节。通常在探头的靠近示波器一端有一个可调,有一些探头在靠近探针一端也具有可调电容。它们是用来调节示波器探头的阻抗匹配的。如果阻抗不匹配的话,测量到的波形将会变形。调节示波器探头阻抗匹配的方法如下:首先将示波器的输入选择打在GND上,然后调节Y轴位移旋钮使扫描线出现在示波器的中间。检查这时的扫描线是否水平(即是否跟示波器的水平中线重合),如果不是,则需要调节水平平衡旋钮(通常模拟示波器有这个调节端子,在小孔中,需要用螺丝刀伸进去调节。数字示波器不用调节)。

  然后,再将示波器的输入选择打到直流耦合上,并将示波器探头接在示波器的测试信号输出端上(一般示波器都带有这输出端子,通常是1KHz的方波信号),然后调节扫描时间旋钮,使波形能够显示2个周期左右。调节Y轴增益旋钮,使波形的峰-峰值在1/2屏幕宽度左右。然后观察方波的上、下两边,看是否水平。如果出现过冲、倾斜等现象,则说明需要调节探头上的匹配电容。用小螺丝刀调节之,直到上下两边的波形都水平,没有过冲为止。当然,可能由于示波器探头质量的问题,可能调不到完全无失真的效果,这时只能调到较佳效果了。

  另外就是示波器上还有一个选择量程的小开关:X10和X1。当选择X1档时,信号是没经衰减进入示波器的。而选择X10档时,信号是经过衰减到1/10再到示波器的。因此,当使用示波器的X10档时,应该将示波器上的读数扩大10倍(有些示波器,在示波器端可选择X10档,以配合探头使用,这样在示波器端也设置为X10档后,直接读数即可)。当我们要测量较高电压时,就可以利用探头的X10档功能,将较高电压衰减后进入示波器。另外,X10档的输入阻抗比X1档要高得多,所以在测试驱动能力较弱的信号波形时,把探头打到X10档可更好的测量。但要注意,在不甚明确信号电压高低时,也应当先用X10档测一下,确认电压不是过高后再选用正确有量程档测量,养成这样的习惯是很有必要的,不然,哪天万一因为这样损坏了示波器,要后悔就来不及了。

  经常有人提问,为什么用示波器看不到晶振引脚上的波形?一个可能的原因就是因为使用的是探头的X1档,这时相当于一个很重的负载(一个示波器探头使用×1档具有上百pF的电容)并联在晶振电路中,导致电路停振了。正确的方法应该是使用探头的X10档。这是使用中应当注意的,即或不停振,也有可能因过度改变振荡条件而看不到真实的波形了。

标签: 示波器探头
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使用示波器执行功率测量的一大秘诀

  使用示波器执行功率测量的秘诀之一就是:通过计算平均值提高测量分辨率  在某些功率测量应用中,您需要测量大动态范围的值,同时还需要精细的分辨率,以测量参数的微小变化。除了借助高分辨率数字转换器之外,您也可以使用其他采集方法来降低随机噪声并增加测量的有效动态范围,例如求平均值法和高分辨率采集法。  求平均值法要求被测信号必须是重复信号。该算法对每段时间内多次采集的点求平均值。这样可以降低随机噪声,为您提供更高的垂直分辨率。垂直分辨率每增加一位,需要计算多少平均值?答案是每计算4个采样平均值,便可将垂直分辨率增加1位。原理如下:  –增加的位数=0.5log2N  –N=计算平均值的采样数  –例如,对16个采样求平均值,垂直分辨率将增加:  –位数=0.5log216=2  –因此,有效垂直分辨率为8+2=10位。  这种算法最高可将垂直分辨率提高到12位,因为再继续下去,其他因数(例如示波器的垂直增益或偏置精度)将起到决定性作用。平均值模式的优点是,对示波器的实时带宽没有任何限制。缺点是仅适用于重复信号,并且会降低波形更新速率。

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示波器 使用示波器执行功率测量的一大秘诀_示波器

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