示波器测量纹波的坑你掉进去过吗?

用好示波器的自动测量功能

示波器的时间轴和电压轴都是经过标定的,数值具有明确的物理和计量意义,因此通常需要在测试 告中记载相应的数值。具体到纹波测量,通常最关心纹波的大小,可用纹波的峰峰值,有效值等指标表示。在模拟示波器上,可以通过数格子的方法来读出数值。在早期的数字示波器上出现了光标,用于手动测量2个点之间的相对值。这些测量功能作为示波器的基本功能也保留至今。

进一步地,现代示波器一般都具有强大的自动测量功能,只需要简单按键或者点击,就可以将常见数值指标显示在屏幕上,并且实时刷新。如图5所示,对于这个不规则的周期纹波信号,示波器测得峰峰值有116.7mV,有效值有26.24mV。如果需要周期、频率等指标,也可以用类似的方法快速得到。

示波器自动测量功能

02

电压探头衰减的影响

在第一期中我们有提到,无源探头的衰减要设置为1X。原因是1X是无衰减档位,带宽较小,而且去掉了衰减器带来的噪声,会减弱额外噪声的影响。如图6所示,普通无源探头的衰减档位是通过拨动开关来选择的,测试时一定要先确认档位设置正确。图7和图8是同一个探头设置在10X和1X测量同一个信号的波形(已分别在示波器中设置了正确的衰减,屏幕显示的是真实电压值,无需换算)。可以看到图7的波形相比图8明显叠加了更多的高频噪声,信号细节不够清晰。使用示波器的自动测量功能,也会发现读数不同。

示波器电压探头衰减设置开关

图6:示波器电压探头衰减设置开关

探头衰减设为10X的波形

探头衰减设为1X的波形

图8:探头衰减设为1X的波形

03

接地线的影响

在第一期中我们也提到,探头接地线要拔掉,使用探头的接地弹簧来就近接地。具体的操作方法如图9所示,探头上只有探针和接地弹簧2个组件,没有额外的接地延长线。探针和接地弹簧的触点之间只有数毫米的距离,可以直接接入到板子上的无源器件两端。对于纹波测量,在电源模块输出的滤波电容两端测量是一个不错的选择,如图10所示。

图10:使用接地弹簧和探针测量纹波,接地弹簧就近接地

图11是一种错误的示范。使用探头的接地夹,图方便就夹在了板子边缘的地线上,直流通路看上去没有问题。但是接地夹通常有数厘米甚至更长,板子上的走线通常也是厘米量级,测量环路就会比使用接地弹簧的方案长很多。因此会引入更多不必要的噪声,如图12所示,目测波形

声明:本站部分文章内容及图片转载于互联 、内容不代表本站观点,如有内容涉及侵权,请您立即联系本站处理,非常感谢!

(0)
上一篇 2022年2月7日
下一篇 2022年2月7日

相关推荐