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使用示波器進行功率測量必須知道的 7 大秘訣

作者： 時間：2017-02-06 來源：網(wǎng)絡(luò) 收藏


高分辨率模式是對同一次采集的連續(xù)點求平均值，而不是對某個時間段內(nèi)多次采集的點求平均值。在高分辨率模式中，您不能像在平均模式中那樣，直接控制平均值數(shù)量。垂直分辨率位數(shù)的增加由示波器的時間/格設(shè)置決定。

當在較慢時基范圍狀態(tài)下工作時，示波器會連續(xù)過濾相繼的數(shù)據(jù)點，并將過濾結(jié)果顯示到顯示屏上。增加屏幕上數(shù)據(jù)的存儲器深度，也會同時增加進行平均值計算的點數(shù)。高分辨率模式下，掃描速度越快，在屏幕上捕獲的點數(shù)就越少，因此效果就越差。相反，掃描速度越慢，在屏幕上捕獲的點數(shù)就越多，效果也就越顯著。

第 3 個秘訣：使用交流耦合，去除直流偏置

如果您正重點研究信號的紋波，可能并不關(guān)心其直流偏置。通常，紋波和噪聲與電源電壓相比是極小的。如果您使用示波器的動態(tài)范圍對這種偏置進行定量測量，那么在遇到更微小的信號細節(jié)時，可能無法進行深入分析。將示波器的耦合設(shè)置為“交流”，將會從測量結(jié)果中去除直流偏置，最大限度提高測量的線性度和動態(tài)范圍。

第 4 個秘訣：使用示波器和探頭限制帶寬

這種降低噪聲、增加動態(tài)范圍的方法雖然簡單，但常常被忽視。電源信號內(nèi)容與示波器的標稱帶寬相比往往低得多（kHz 至幾十 MHz 級別）。多余的帶寬不會傳輸任何信號信息，只會給測量帶來額外的噪聲。

大多數(shù)示波器使用專用的硬件濾波器來解決這個問題――通常是 20 至 25 MHz 低通濾波器。硬件濾波器與軟件濾波器相比的一個優(yōu)勢是，它不會影響示波器的更新速率。

另一種方法是使用探頭來限制帶寬。測量鏈的帶寬受其“最弱一環(huán)”的限制。500 MHz 示波器配備 10 MHz 探頭，其帶寬將會是 10 MHz。安捷倫提供了多種無源、有源的電流和差分探頭，總有一款探頭的帶寬會適合您的特殊測量。

第 5 個秘訣：使用差分探頭進行安全、精確的浮置測量

示波器探頭上的接地引線通過 BNC 連接器的外殼連接到機箱。出于安全考慮，示波器的機箱通過電源線的接地插頭連接到接地參考面。示波器與電源的接地方式不同，兩者之間可能產(chǎn)生沖突。許多令人感興趣的信號是以電勢而不是以接地作為參考的（浮置）。電源設(shè)計人員采用各種方法來克服這一測量限制。

最常用的方法是，通過削除電源線的防護接地插頭，或在電源線路中使用隔離變壓器，使示波器“浮置”（隔離）。T這種實踐方法非常危險，因為它有可能在示波器機箱上形成高電壓。此外，使用浮置示波器進行測量，可能導(dǎo)致測量結(jié)果不精確。

測量浮置電源信號的另一種方法是，使用兩個單端電壓探頭，用通道 A 的測量結(jié)果減去通道 B 的測量結(jié)果，即得到浮置電源信號。使用兩個輸入通道和探頭來測量感興趣的信號節(jié)點。然后使用示波器上的波形數(shù)學(xué)功能，讓兩個通道上的電信號相減，得到差分信號的跡線。

這種方法相對安全一些，因為示波器始終保持接地。然而當共模信號相對較小時，測量會受到一定的限制，因為此時使用的兩個探頭輸入通道之間的增益失配，共模抑制比較低，大約不到 20 dB（10:1）。

進行安全精確的浮置測量，最好使用差分探頭或差分放大器。差分探頭提供較高的共模抑制比，通常達到 80 dB 或 10,000:1 甚至更高，因此您可以測量大共模信號中隱藏的小差分信號，實現(xiàn)適當?shù)臏y量精度和高靈敏度。使用動態(tài)范圍和帶寬足夠滿足應(yīng)用需求的差分探頭，可進行安全和精確的浮置測量。

第 6 個秘訣：避免探測耦合了輻射功率的附件

請務(wù)必謹慎使用探測附件。通用無源探頭在標準配置中通常提供 15 厘米長接地引線和掛鉤探針，這兩種附件可能會探測到電源或其他器件所產(chǎn)生的噪聲。此外，長接地連接往往會產(chǎn)生電感負載，給被測信號增加振鈴。
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