开关电源适配器参数测试过程中示波器的选择
发布时间:2021-08-20 16:05:40 浏览次数:50 作者:admin 返回列表

开关电源适配器参数测试过程中示波器的选择

在开关电源适配器调测中,虽然电压表可以测出电源适配器输出电压的电压值,通常是平均值或者有效值,有的电压表也能测量电源适配器输出的峰值电压和频率,但电压表不能给出有关信号形状的信息。开关电源适配器的调试,经常需要测量相关控制电路、高频变压器绕组的脉冲电压波形和输出端的纹波值,示波器就是完成这种测试的理想仪器。

我们可以把示波器简单的比喻成是具有图像显示功能的电压表。普通电压表是由其表盘上移动的指针或者显示的数字来给出被测信号的电压读数。而示波器的显示方式就不同,它具有显示屏幕,它能在屏幕上以图形的方式显示信号电压随时间变化的动态情况,即电压波形。也就是说,示波器能以图形的方式显示电压信号随时间变化的实时情况。普通电压表通常只能对开关电源其中一个电压进行测量,而示波器则能同时显示两个以上的电压波形,以方便我们对信号波形的对比。

示波器可以测量开关电源的交流、直流或者脉冲电压波形,它由信号放大器、扫描振荡器、显示驱动电路等组成。除观测电压的波形外,还可以测量频率、电压峰峰值等。凡是可以变为电信号的周期性物理过程,都可以用示波器进行观测。

示波器分为数字示波器和模拟示波器。模拟示波器是采用模拟电路,其基础是示波器中的电子枪,电子枪向屏幕发射电子,电子经过聚焦后形成电子束让屏幕显示出画面。数字示波器则是采用数据采集、模拟信号到数字信号转换、软件编程等一系列的技术组合的高性能、多功能的示波器。数字示波器一般支持多级菜单,能提供更多选择功能,有多种分析方案给用户选择,并且具有存储功能,可以实现对电压波形的保存和调取。 因此数字示波器也常称为数字存储示波器。

为了精确地测量开关电源适配器的频率响应和高速信号的上升沿,示波器和探头必须具有足够的宽带。通常的方法是示波器和探头的宽带应该是被测信号最高频率的3-5倍。-3dB带宽衰减会引入大约30%的幅度测量误差,因此示波器和探头的带宽越宽越好。数字示波器的采样速率,应在被测信号最高频率的十倍以上。鉴于一般开关电源的工作频率大多不超过200KHz,其主要谐波分量不超过2MHz,因此,20MHz带宽的通用双踪示波器都可以满足测试要求。

为了测量开关电源适配器中的电流信号,还可以选择示波器专用的电流探头。有些电流探头是通用选件,探头通过外部专用电源供电,可以连接到所有的通用示波器。但也有些探头是专用配件,探头必须通过示波器内部电源供电,只能接到特定型号的示波器上配套使用。示波器的电流探头给开关电源适配器的调试带来了很大的方便,但其价格昂贵,与其配套的示波器价格也不便宜,可以根据实际需要进行选择配套。

在开关电源适配器的调试中,经常会遇到“浮动”测量问题,所谓“浮动”测量,就是测量的两个信号点不处于同一个接地点,接地电位不同,该测量也称为差分测量。被测信号公共线与地之间的电压可能会高数百伏特,差分测量接地的示波器是通过使用隔离变压器,将信号公共线从大地断开。因为浮动测量技术使机壳、机柜和连接器等仪器可接触部件具有探头地线连接点的电势。这就有可能造成不仅浮动参考点接地的示波器很危险,而且会使测量结果不准确,该误差是由于在地线连接点处之间将示波器机壳的总电容与被测电路相连所致。为解决这个问题,有些示波器生产商使用了内置隔离通道技术,使得工程师和技术人员可以快速、准确、经济地进行多通道隔离测量。


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