本文作者是一位长时刻在一线运用示波器的有经历的电源工程师。以此身份,他提出在运用示波器的进程中要留意一些细节,包含:在运用前对示波器进行自校准,对探头进行补偿;丈量电源纹波时要约束带宽,去掉探头“帽子”和地线夹;丈量电源的原、副边时不能一起运用无源探头。文中关于电源纹波丈量还谈到在探头前端并联电容,但短少对这种做法的合理性的解说。值得留意的是,关于纹波丈量,文中并没有着重更小地削减量程,但示波器量程要尽或许地小,这应是丈量电源纹波的首要准则。
自己从事电源职业有5-6年了,示波器就适当于我的左右手。没有它就感觉什么都做不了。有它的存在,能让我能很顺利完成许多项目规划和问题剖析。关于我来说,走到今日,它的劳绩是不行代替的。关于电源工程师来说,一旦有产品有问题就需求抓波形,抓时序,测验精确数值,以协助工程师剖析,处理。以现实说话,看波形说话。怎么使测验的数据精确和牢靠是非常重要。精确的数字能够协助咱们,而失真的波形和数值只能误导咱们,让咱们各走各路,让咱们失掉方向,多做许多无用功。
细细想想,自己虽然在示波器方面不是研讨的那么通晓,可是也看过不少关于示波器的文章,实践中碰到不少问题,处理了不少问题,一路过来仍是有点经历能够和咱们共享的,期望对咱们能有所协助。假如写的欠好,请咱们见谅。
我常常看到许多小公司用的示波器过于低端,带宽低,采样率底,以为能抓到波形就行,以为没有必要买那么好的示波器,而且以为示波器操作简略,没有那么多标准。看到他们对示波器的操作,不做测验之前的预备,拿起来就用,其实那样做是不正确的,或许往往便是这个操作不正确导致测验成果失真,影响剖析。即便一些很资深的工程师或许也不会留意到一些细节。不少工程师对示波器的知道度短缺,怎么更好的运用示波器仍是有待前进的。下面就以我见到的许多工程师常犯的问题予以纠正,共享一下我把握的一些常识。
1.许多工程师直接拿起探头就测验,底子不去查看探头是否需求补偿,示波器是否需求校验。只要在一些大公司或经过培训的工程师才会在运用前做预备作业
示波器运用前需求自校准和需求探头补偿调理,履行这种调理是使探头匹配输入通道。
初次操作仪器时以及一起显现多个输入通道的数据时,或许需求在笔直和水平方向上校准数据,以使时基、起伏和方位同步。例如,产生显着温度改变(> 5°)时就需求进行校准。
1.从通道输入衔接器上断开任何探头或电缆。保证仪器运转并预热一段时刻。R File(文件)菜单中,挑选Selfalignment(自校准)。
2.在Control(操控)选项卡上,点击Start Alignment(开端校准)。
3.R alignment state(全体校准状况)字段中。每个输入通道各个校准进程的成果会显现在Results(成果)选项卡中。
探头补偿调理的操作进程如下: 1.将示波器探头衔接到通道,按前面板上的PRESET(预设)按键(左边面板设置区域中)。将探头信号端和参阅地衔接到示波器面板上的参阅输出,然后按Autoset(主动设置)。假如运用探头钩式前端附件,请将信号针前端结实衔接在探头上,保证正确衔接。如组图一所示:
组图一 探头补偿调理
2.查看所显现波形的形状。或许会呈现的状况如图二。
图二 补偿过度,缺乏和正确补偿
过度和缺乏都需求调理探头。以能更好的测验精确值。
3.假如波形不正确,请调整探头。如下图三所示,直至波形为上面的补偿正确波形。
图三 补偿探头办法
以上两点看似简略,但往往是工程师疏忽的。为了使丈量更精确,请必定要留意查验。这两个校准功用在任何示波器都应该有。
2测验电压纹波
许多电源工程师在纹波的丈量的时分,也不会重视那么多,想当然的测验。示波器的运用办法不同导致测验的成果差异很大。如下组图四和组图五,关于同一个产品同一个测验点,因为测验办法的差异,导致测验成果的差异很大。纹波关于电源来说是个重要参数,可是因为自己的操作问题而导致做测验不经过,又糟蹋许多的人力和本钱去整改是很不值得的。
有时分您的客户因为对仪器的运用和留意不行,导致测验的数据过错。可是自己这边产品又是没有问题的,弄的怎么说也说不通,以至于客户还以为是在诈骗他们,所以测验办法很重要。留意这些细节,能够节约许多时刻,让自己的才能更上一层。
示波器测验的值自身就存在差错的(这儿我就暂时不讲解了)。现在许多公司要求测验波形图的值作为断定根据。其实示波器仅仅测验电压跟着时刻改变的进程,主要是调试中捕获波形。详细丈量直流电压有效值额度精确度还不如数字万用表的值。示波器的直流精度的目标标定也是以万用表做参阅的。可是越来越多公司和工程师以示波器的值当作实在值,那么咱们就只能极力作到是测验差错最少。
下面是测验纹波的图解和剖析:
组图四组图五
组图四的测验纹波的成果值3.9921V比图五0.126V大许多,可是组图四的测验值是不实在的。问题剖析:其实产品没有问题。仅仅测验办法有问题罢了。现在咱们就来指出问题点:
第一个过错是运用了长的接地线。
第二个过错是将探头构成的环路和接地线均置于电源变压器和开关元件邻近。
第三个过错是示波器探头和输出电容之间存在剩余电感。
因为这些不留意,导致拾取了许多高频信号,变压器的磁场,开关的电场,以至于示波器抓出来的波形有高频杂讯掺杂在里面显现出来。
第四个过错是量程太大。
精确地测验纹波需求做到:
运用带宽约束来丈量纹波,以避免拾取并非真实存在的高频杂讯。示波器带宽设置为20M即可。去掉探头“帽子”和地线夹,以避免长地线构成的天线效应。用近地线缠绕在探头和地之间。罗德与施瓦茨公司有专门供给配套的短地线。能够考虑在信号与地之间并联一个0.1uf和一个10uf电容做去耦。电容的PIN脚的长短也影响了测验的值。
3因为许多工程师对示波器的不了解,导致误操作,损坏示波器或电源之后还搞不清楚为什么
许多初级工程师在用多个探头丈量电源的时分,刚一开机,电源产品就“炸机”,乃至危害示波器。他们会问我,示波器不是直接把探头接到要测验的元件之间吗?我如同没有接错啊,为什么会这样啊?那是因为对示波器的通道和地的接法不了解。示波器的多个探头在示波器内部是共地。所以在一起丈量电源的原边和副边的时分,假如用一根探头接原边的地,另一个探头接副边的地,因为示波器的内部通道的地衔接在一起,适当于把电源的原边和副边的地短路在一起了,但是原边和副边地之间是有电压差的,那么短路后的大电流简单烧坏产品和探头,乃至也或许损坏示波器。在测验原边和副边电压的时分应该一侧用差分探头,一侧用一般探头。即便测验同一侧线路,探头的地线也要是共参阅点。示波器的地又是经过电源地衔接的。许多公司基本上都会在示波器前面加一个阻隔变压器,这种办法挺好。有些公司直接剪断电源三相地的PIN脚,那样没有接地,用手摸示波器机壳,漏电流会加大。主张不要这样运用。
其实问题还不止是这些,如在动态的运用,探头之间运算的运用,测验电压值留意的事项等。咱们都知道示波器的功用很强壮,几乎没有不运用示波器的电子工程师,所以自己在运用示波器的时分必定要多想想,多实验,多了解示波器的功用,内部选项键之间的不同,了解不同示波器参数对丈量的影响,那样就能更好的协助咱们。不要仅仅为了完成任务,随意为之。仔细做起,仔细调查,这样咱们的前进才会很大。经历是一步一步堆集起来的。