DM3068數(shù)字萬用表在弱信號測量中的應(yīng)用

　　圖4是用DM3068的數(shù)據(jù)繪圖功能重新測試該電源電壓得到的電源波形，圖形左側(cè)是歷史數(shù)據(jù)的波形，圖形右側(cè)是實(shí)時波形。從實(shí)時波形中可以清楚地看到幅度約為4.4mVpp的正弦紋波，進(jìn)一步推算可以得出正弦波頻率約為50Hz。能量如此強(qiáng)的50Hz信號會給精密電路帶來很大的干擾。

　　圖4 萬用表測試結(jié)果

　　頻譜儀受頻率測量范圍和頻率分辨率的限制，很難發(fā)現(xiàn)這個50Hz電源干擾。DM3068在低頻時域測量中的高速、高精度、低噪聲和高頻抑制力強(qiáng)等特點(diǎn)正好彌補(bǔ)了示波器和頻譜儀的不足，有助于揭示“靈異事件”的真相。

　　用直方圖發(fā)現(xiàn)隱蔽干擾

　　當(dāng)信號/干擾極微弱，并淹沒在電路自身的噪聲中時，借助直方圖統(tǒng)計(jì)分析方法可以將其暴露出來。

　　DM3068具備實(shí)時直方圖統(tǒng)計(jì)功能，結(jié)合低噪聲和大動態(tài)范圍的特性，有助于測試微弱信號和干擾。

　　圖5是使用直方圖觀測被本底噪聲淹沒的信號的實(shí)例。圖左側(cè)是電路本底噪聲的時域波形(下方，垂直方向是時間軸方向。下同。)及其直方圖，該噪聲基本符合高斯分布，認(rèn)為是白噪聲。圖右側(cè)是電路加入一個3μVpp左右的脈沖方波后的測試結(jié)果。對比時域波形，右側(cè)信號波形跟左側(cè)白噪聲波形很相像，電壓平均值也相接近，不能直觀地判定兩種波形的區(qū)別。但是對比兩者的直方圖可以明顯發(fā)現(xiàn)兩種信號的區(qū)別，而且通過右側(cè)直方圖可以推斷加入的信號有低電平分量，且該低電平分量出現(xiàn)概率不大，近似于占空比很小的負(fù)脈沖。

　　圖5 直方圖發(fā)現(xiàn)淹沒的信號

　　超低功耗電路的電壓、電流測試

　　超低功耗電路測試通常要求儀器能夠測試nA級弱電流，同時電壓測量的輸入阻抗趨于無窮大。一般的手持式萬用表無法測量nA級電流，電壓測量的輸入阻抗固定為10MΩ，不能滿足超低功耗電路的測試需求。

　　圖6是一種超低功耗設(shè)備的入侵檢測電路。常閉開關(guān)S1用于入侵檢測，設(shè)備外殼被破壞時開關(guān)S1斷開。該電路中二極管D1用作超低電流的上拉元件，其反向漏電流Is約為10nA。一旦外殼被破壞，S1斷開，D1將控制器MCU的管腳DET拉高，產(chǎn)生上升沿作為入侵觸發(fā)信號。這個電路的主要測試項(xiàng)目有二極管反向漏電流Is，開關(guān)S1閉合時的DET電平，開關(guān)S1斷開時的DET電平，開關(guān)S1閉合到斷開過程中DET管腳的電壓上升沿波形。

　　圖6 入侵檢測電路

　　常規(guī)儀表無法有效完成以上測試，DM3068數(shù)字萬用表直流電流最小分辨率高達(dá)100pA, 可以滿足Is的測試需求;直流電壓20V(范圍比競爭產(chǎn)品大一倍)及以下?lián)跷挥写笥?0GΩ的輸入阻抗，并且輸入偏流小于100pA，結(jié)合其數(shù)據(jù)繪圖、電平觸發(fā)和預(yù)觸發(fā)功能，能夠?qū)崟r捕獲并顯示DET管腳波形，可以像使用示波器一樣輕松完成上升沿波形和電平測試。