低功率測量技術(shù)——三大實(shí)用小貼士

環(huán)顧四周，降低能耗幾乎一直是重要的設(shè)計(jì)目標(biāo)。這意味著工程師和技術(shù)人員需要精通低功率測量。雖然這些測量不太難，但獲得一致的結(jié)果卻要求很好地了解測量工具，在本例中，測量工具包括示波器及電壓探頭和電流探頭。

下面幾個(gè)截圖顯示了使用示波器評估能耗。上圖是LCD監(jiān)視器在待機(jī)模式下的能耗；下圖是手機(jī)充電時(shí)充電器的能耗。通過使用良好的測量技術(shù)及基于示波器的電源分析應(yīng)用，可以簡便地完成此類測量。在本文中，我將介紹部分最重要的技術(shù)。

LCD監(jiān)視器在待機(jī)模式下的電源質(zhì)量

手機(jī)充電時(shí)充電器的電源質(zhì)量

電壓探測小提示

好的測量都有好的根源–探頭。由于電壓測量是差分測量，因此首選的微伏級測量探頭是有源差分探頭。這將提供最好的測量質(zhì)量和易用性。對微伏級差分電壓測量，差分前置放大器可能也必不可少。盡管可以使用一對無源探頭，如下圖中上面小圖所示，但只有在探頭和示波器通道匹配得非常好(增益、偏置、延遲和頻響)時(shí)，這種方法才能提供良好的測量結(jié)果。對大多數(shù)低功率測量來說，有源差分探頭才是可行的方案。

可以使用兩只無源探頭(上圖)及示波器數(shù)學(xué)運(yùn)算(下圖)

測量差分信號，最好使用一只差分探頭。

在探頭選型上，應(yīng)考慮探頭阻抗或負(fù)載對被測電路的影響。為得到良好的測量精度，探頭的輸入阻抗應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電路在關(guān)心的最高頻率上的阻抗。

對小信號來說，另一個(gè)重要考慮因素是探頭衰減。您的目標(biāo)應(yīng)該是使用的探頭衰減不超過把信號幅度與示波器輸入動(dòng)態(tài)范圍精確匹配所需的水平。典型的“10X”無源探頭的衰減系數(shù)是10，也就是說，只有1/10的輸入信號幅度被應(yīng)用到示波器中。盡管探頭衰減擴(kuò)大了測量系統(tǒng)的最大電壓范圍，但它有一個(gè)負(fù)面影響，會降低信噪比。