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示波器知识问答

2012-11-01 14:22
科技那回事
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  1. 对一个已设计完成的产品,如何用示波器经行检测分析其可靠性?

  答:示波器早已成为检测电子线路最有效的工具之一,通过观察线路关键节点的电压电流波形可以直观地检查线路工作是否正常,验证设计是否恰当。这对提高可靠性极有帮助。当然对波形的正确分析判断有赖于工程师自身的经验。

  2. 决定示波器探头价格的主要因素是什么?

  答:示波器的探头有非常多的种类,不同的性能,比如高压,差分,有源高速探头等等,价格也从几百人民币到接近一万美元。价格的主要决定因素当然是带宽和功能。探头是示波器接触电路的部分,好的探头可以提供测试需要的保真度。为做到这一点,即使无源探头,内部也必须有非常多的无源器件补偿电路(RC网络)。

  3. 一般的示波器探头的使用寿命有多长时间?探头需不需要定期的标定?

  答:示波器的探头寿命不好说,取决于使用环境和方法。

  标准对于探头没有明确的计量规定,但是对于无源探头,至少在更换探头,探头交换通道的时候,必须进行探头补偿调整。所有有源探头在使用前应该有至少20分钟的预热,有的有源探头和电流探头需要进行零点漂移调整。

  4. 什么是示波器的实时采样率?

  答:实时采样率是指示波器一次采集(一次触发)采样间隔的倒数。据了解,目前业界的最高水平是四个通道同时使用。

  5. 什么是示波器的等效时间采样?

  答:等效时间采样指的是示波器把多次采集(多次触发)采集到的波形拼凑成一个波形,每次采样速率可能很慢,两次采集触发点有一定的偏移,最后形成的两个点间的最小采样间隔的倒数称为等效采样速率。其指标可以达到很高,如1ps。

  6. 什么是功率因数?如何如何测量?

  答:功率因数:在直流电路里,电压乘电流就是有功功率。但在交流电路里,电压乘电流是视在功率,而能起到作功的一部分功率(即有功功率)将小于视在功率。有功功率与视在功率之比叫做功率因数,以COSΦ表示,其实最简单的测量方式就是测量电压与电流之间的相位差,得出的结果就是功率因数。

  7. 如何表达和测试功率密度?

  答:功率密度就是单位体积里的功率,一般电源里用W/in3。

  8. 有无办法利用示波器测出高频变压器或电感磁芯的工作情况?

  答:TEK推出的功率测试方案里就有一项功能——B-H曲线的分析,它能反应磁芯的工作状态,还能测出动态电感值,并得出磁芯损耗。

  9. 开关电源的噪声有多种如布线不合理引起的交叉干扰、电感漏磁、二极管反向尖峰...等引起噪声,如何用示波器鉴别?

  答:TEK的TDS5000示波器上有频域分析、分析噪声的频率段就能分析出噪声的种类,才好用相应的处理方法。示波器只能提供数据分析和波段形显示。

  10. 用示波器怎样可以测试到开头电源的幅射?

  答:开关电源存在幅射干扰,一般做法是设法探出干扰源,然后再去屏蔽它。用示波器可以傅立叶变换的功能分析其频率成份构成,根据频率范围,从而判断干扰的种类。

  11. 在反激式电源设计过程当中,经常会因为变压器漏感大,而使变压器的转换效率降低,绕制时采用初级中间夹绕次级的方式仍然不大理想。变压器绕制有什么技巧吗?

  答:将大功率的输出绕组绕在里面,尽量靠近原边,加强偶合。

  12. 有没有能分析开关损耗的示波器?

  答:泰克的电源测试系统即TDS5000系列数字荧光示波器加上TDSPWR2功率分析软件就可以轻松的分析开关损耗以及每周期的功率损耗甚至包括RDS ON。

  13. 示波器能否进行傅立叶分解?

  答:现代数字示波器大多具有FFT功能,其中上述系统甚至可以按EN61000-3-2标准对电流谐波进行预测试。

  14. 示波器能否进行滤波处理?如对PWM波进行低通滤波?

  答:TDS5000可以进行20MHz,150MHz低通滤波,还可以进行一种称之为高分辨率采集的数字低通滤波,在此种模式中采样点的垂直分辨率可从8bits提高到12bits,上述系统可以输出像比如PWM这样的信号按照脉宽变化的趋势的类似正弦波波形。

  15. 使用数字示波器时,对B触发和触发电平的设置与被测信号有什么原则?

  答:泰克的示波器支持A,B trigger功能,简单说就是可以双事件序列触发,当选择A-B seq时,A事件作为主触发,配合B事件捕获复杂的波形。触发方法为A事件arm触发系统,当定义的B事件出现时在B事件处触发。具体详细的触发说明,请参考示波器的手册。

  16. 如何用TDS3052B测量载波频率为几十K,调制波频率为电源频率的已调波的最大值?

  答:工频输入可能为低频的50Hz/60Hz,同时载波为几十K,一个工频周期为20ms左右,如果示波器需要观测20ms信号,即示波器的duration采集窗口至少为2ms/div ×10格, 同时根据几十k的载波信号,确定示波器的采样率。最后可以估算出需要的采集内存长度,判断是否能够满足测试要求。

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