ZLG致远电子发布电源测试定制版ZDS3024示波器

ZLG致远电子发布电源测试定制版ZDS3024示波器
ZLG致远电子发布电源测试定制版ZDS3024示波器

ZLG致远电子发布电源测试定制版ZDS3024示波器

作为通用仪器,示波器设计必须平衡不同行业的需求,而电源工程师却只关注模拟信号!通用示波器做电源测试不仅资源冗余,同时没有标配专业电源分析软件。那为什么不能基于电源工程师的测试需求进行定制优化呢?ZDS3024正是为此而生!

一、什么是电源测试定制版示波器?

顾名思义,电源测试定制版示波器是为电源工程师量身打造的示波器。在产品功能上,将所有软硬件资源面向电源测试需求深度优化。在产品设计的时候我们坚守两个理念:

●极致:围绕电源测试全方位的需求深度定制优化;

●克制:去除电源测试不关注的通用功能避免冗余。

二、为什么要选择“电源行业”去做定制版示波器?

首先,示波器是电源工程师的必备调试工具,在整个工业研发领域占比最大,因此电源工程师的需求代表了研发工程师对示波器的主流需求。

其次,通用示波器做电源测试不仅资源冗余,同时没有标配专业的电源分析软件。作为通用测试仪器,示波器设计需要考虑多种应用场景,而不同信号对示波器的参数配置要求不同,比如数字信号关注通讯故障调试、时序一致性、协议解码种类等,而模拟信号则关注垂直采样精度、频谱分析特性、硬件滤波功能。对于通用示波器而言,电源工程师只能用到其功能的30%,剩下的70%功能全部冗余,对电源测试较为关键的电源分析软件很多品牌也是需要付费选配。

因此,我们决定开发电源测试定制版示波器——ZDS3024,为电源测试而生!

三、ZDS3024示波器为电源测试定制了什么?

1、配置定制

我们走访了国内数十家顶级的电源公司,发现200M是整个电源行业最通用的带宽。从仪器测量原理而言, 2G以上的采样率对于几百K的开关信号资源冗余,因此我们选择了200M 带宽、2G采样率作为产品的最终配置,将所有器件的特性基于最优成本发挥至极致。

2、软件定制

随着电源技术的成熟,稳定可靠程度正成为产品之间的核心差别。除了基本的纹波噪声测试之外,开关损耗、SOA安全工作区等多项测试已经陆续成为电源特性的必测项目。为此,我们将数字信号调试所占用的硬件资源全部释放,深度优化了电源分析软件。图1是SOA 安全工作区的测试界面,图2是开关损耗的测试界面,非常直观。

图1 SOA安全工作区测量

图2 一键测量开关损耗

3、探头定制

一直以来国际品牌依靠技术领先将探头做成专用接口,并以此作为差异化竞争和高价捆绑用户的门槛。ZLG致远电子历时三年,突破高频电流探头技术和高压差分探头技术,并将所有探头接口完全开放,用户可以在任何品牌、任何型号的示波器上自由使用电流探头和高压差分探头。

除此之外,我们还将标配的示波器探头电容优化到9pF以内,进一步提升了电源测试效果。

四、怎么想到要做定制版示波器?

功能从通用需求演化成行业定制是产品发展成熟的必经过程。比如笔记本电脑分为游戏本、超级本、普通本就是典型的市场分化结果。游戏本牺牲便携性和续航,强化显卡性能和散热效果;超级本则通过性能的平衡换取轻薄造型和长时间续航;普通本则是兼顾办公、游戏等多种通用场景。我们相信示波器也是如此。

在未来的测试中,我们希望通过ZLG致远电子对测试需求的挖掘推动测试测量行业的发展,为中国乃至全世界的工程师提供更为高效的测试工具和方案。

电源纹波的产生、危害、测量和抑制

1 引言 对于电子产品来说唯一不可缺少的是电源,但是它除了提供能量外,也带来了纹波、噪声等影响电子产品正常工作的影响。纹波电压对高放、本振、混频、滤波、检波、A/D变换等电路都会产生影响,在设计控制设备、电子仪器、电视、摄像机等电子产品时都要想办法尽量减小纹波。为此就要了解纹波、知道它是如何产生的、如何测量以及抑制方法。 2 电源纹波 纹波是附着于直流电平之上的包含周期性与随机性成分的杂波信号,指在额定输出电压、电流的情况下,输出电压中的交流电压的峰值。狭义上的纹波电压,是指输出直流电压中含有的工频交流成分。 纹波用示波器可以看到,在直流电压上下轻微波动,就像水平面上波动的水纹一样,所以被称为纹波(见图1)。 图1 RIGOL示波器DS1302观察的纹波信号波形 2.1 电源纹波产生 我们通常在产品中用的电源主要有线性电源和开关电源二大类,输出的直流电压是一个固定值,由交流电压经整流、滤波、稳压后得到。由于滤波不干净,直流电压中含有交流成分,这就产生了纹波。纹波是一种复杂的杂波信号,它是围绕输出直流电压上下来回波动的周期性信号,但周期和振幅不是定值,随时间而变,不同电源的纹波波形不一样。 产生电源纹波的因素有许多,即使你用电池供电也会因负载的波动而产生波纹。 线性电源

由于我国供电频率是50Hz,所以它的纹波主要来自工频50Hz变压器,纹波电压的频率常常是50nHz,n取自然数,大小取决于整流电路的类型。对于半波整流,是1;对于全波整流,是2;对于三相全波整流,是6,即300Hz。所以这种电源的输出端纹波主要是50HZ 或它的整数倍,幅值小,较易滤除,通常纹波可做到几mV。 如假定整流桥输出负载电流IL,负载电压VL,整流桥输人交流电压幅值Vm及其输人交流电压频率f,则其输出的纹波电压由表1各式计算。 表1 整流纹波电压 采用功率匹配法或等效电流源法计算纹波电压,一般表示为: △U=ILsin2wt/(2wC) (1) 从式(1)中可以看出,纹波频率为输人频率的两倍,其幅值正比于变换器的输出电流,反比于输人电压频率和平滑电容的大小。 开关电源 产生的纹波比较复杂、很难滤除且幅值较大。主要来源于五个方面:除低频纹波外还有高频纹波、共模噪声、开关器件产生的噪声和调节控制环路引起的纹波噪声。一般开关电源的纹波比线性电源的纹波要大,频率要高。 ①高频纹波。高频纹波来源于开关变换电路。开关电源的开关管在导通和截止的时候,都会有一个上升和下降时间,这时候在电路中就会出现一个与开关上升与下降时间的频率相同或者奇数倍频的噪声,一般为几十MHz。同样二极管在反向恢复瞬间,其等效电路为电阻电容和电感的串联,会引起谐振,产生的噪声频率也为几十MHz。还有高频变压器的漏感也会产生高频干扰。这些噪声一般叫做高频纹波噪声,幅值通常要比纹波大得多。

开关电源测试详细解说

开关电源测试详细解说当验证电源供应器的品质时,下列为一般的功能性测试项目,详细说明如下:一、功能(Functions)测试: ?输出电压调整(Hold-on Voltage Adjust) ?电源调整率(Line Regulation) ?负载调整率(Load Regulation) ?综合调整率(Conmine Regulation) ?输出涟波及杂讯(Output Ripple & Noise, RARD) ?输入功率及效率(Input Power, Efficiency) ?动态负载或暂态负载(Dynamic or Transient Response) ?电源良好/失效(Power Good/Fail)时间 ?起动(Set-Up)及保持(Hold-Up)时间 常规功能(Functions)测试 A. 输出电压调整: 当制造开关电源时,第一个测试步骤为将输出电压调整至规格范围内。此步骤完成后才能确保后续的规格能够符合。通常,当调整输出电压时,将输入交流电压设定为正常值(115Vac或230Vac),并且将输出电流设定为正常值或满载电流,然后以数字电压表测量电源供应器的输出电压值并调整其电位器(VR)直到电压读值位于要求之范围内。 B. 电源调整率: 电源调整率的定义为电源供应器于输入电压变化时提供其稳定输出电压的能力。此项测试系用来验证电源供应器在最恶劣之电源电压环境下,如夏天之中午(因气温高,用电需求量最大)其电源电压最低;又如冬天之晚上(因气温低,用电需求量最小)其电源电压最高。在前述之两个极端下验证电源供应器之输出电源之稳定度是否合乎需求之规格。 为精确测量电源调整率,需要下列之设备: ?能提供可变电压能力的电源,至少能提供待测电源供应器的最低到最高之输入电压范围,(KIKUSUIPCR 系列电源能提供0--300VAC 5-1000Hz 的稳定交流电源,0---400V DC的直流电源)。 ?一个均方根值交流电压表来测量输入电源电压,众多的数字功率计能精确计量V A WPF。 ?一个精密直流电压表,具备至少高于待测物调整率十倍以上,一般应用5位以上高精度数字表。 ?连接至待测物输出的可变电子负载。 *测试步骤如下:于待测电源供应器以正常输入电压及负载状况下热机稳定后,分别于低输入电压(Min),正常输入电压(Normal),及高输入电压(Max)下测量并记录其输出电压值。 电源调整率通常以一正常之固定负载(NominalLoad)下,由输入电压变化所造成其输出电压偏差率

发动机振动测试技术研究

硕士研究生课程论文 发动机振动测试系统研究 任课教师:XXX 学生姓名:XXX 年级:2013级 学生编号: 专业:车辆工程 时间:2014年1月10日 发动机振动测试系统研究 摘要:发动机振动是影响汽车性能的重要因素,会严重影响汽车的平顺性以及其

他性能。因此对发动机振动的测试、信号处理以及分析是发动机测试中十分重要的环节。本文简述了发动机振动测试的意义,对发动机测试的方法、信号采集与分析的基本理论和测试系统的基本组成做了简要介绍。 关键词:发动机振动;振动测试;测试系统 Study on Engine Vibration Test System Abstract: The vehicle vibration is the important factor which influences vehicle functions and this kind of vibration will seriously influence the performances and functions of the whole vehicle. So, vehicle vibration measurement, signal processing and analysis is a very important part.The significance of engine vibration test, basic theory of acquisition and analysis methods of the engine test signals and the constitute of the test system is introduced briefly in this thesis. Key words:engine vibration;vibration test;test system

如何正确地测试纹波电压

如何正确地测试纹波电压 纹波电压在产品中是一项很重要的参数,过大的纹波电压不仅会直接影响音频电路的信噪比,甚至引起电路的误动作。在实际做设计调试和测试时,我们发现很多同事并不知道如何去测试纹波,因此收集了一些网上资料结合实际经验总结出这篇文章,借此抛砖引玉。 由于目前产品中大量应用开关电源和DC-DC等电路进行供电和电压转化,此类设计由于应用了开关技术使供电的效率有了本质上的提高,大大减小了功率耗散;但同时也增加了输出的交流成分,即我们所说的纹波和噪声(Ripple & Noise)。 一、 纹波的概念: 纹波就是一个直流电压中的交流成分。直流电压本来应该是一个固定的值, 但是很多时候它是通过交流电压整流、滤波后得来的,由于滤波不干净,就会有剩余的交流成分,即便如此,就是用电池供电也因负载的波动而产生波纹。事实上,即便是最好的基准电压源器件,其输出电压也是有波纹的。 纹波应是AC和开关频率的整倍数,用傅里叶级数展开应该是mf越高,Am越小。杂噪应该是不规则的离散波,是由非线性器件对I、V互相反复调制,在负载、输入的AC变化、温度变化都使杂噪变化,其频带可能有数十MHz到1GHz,主要以辐射的形式存在。杂噪是一种常用的通俗说法。其共性就是具有随机性。但必须注意,噪声的分布一般呈现高斯分布,即白噪声,而纹波则不是。 输出纹波和输出电流和输出电压都有关系,主要是与电流的关系。 通常输出纹波近似等于输出电流乘上输出滤波电容的ESR值。所以并不是滤波电容的容量越大输出纹波越小,而应该是滤波电容的ESR值越小输出纹波越小。 纹波是出现在输出端子间的一种与输入频率和开关频率同步的成分,用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在输出电压的0.5%以下;噪声是出现在输出端子间的纹波以外的一种高频成分,也用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在输出电压的1%左右。纹波噪声是二者的合成,用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在输出电压的2%以下。 通常我们所说的纹波噪声是对电压信号而言。 二、 纹波噪声的成分分析: 测试纹波噪声,我们需要先对纹波噪声信号的成分进行区分。 如上图所示,纹波噪声可分为如下四个部分:

开关电源测试方法

开关电源测试方法 开关电源的设计、制造及品质管理等测试需要精密的电子仪器设备来模拟电源供应器实际工作时之各项特性(亦即为各项规格),并验证能否通过。开关电源有许多不同的组成结构(单输出、多输出、及正负极性等)和输出电压、电流、功率之组合,因此需要具弹性多样化的测试仪器才能符合众多不同规格之需求。 电气性能(Electrical Specifications)测试 当验证电源供应器的品质时,下列为一般的功能性测试项目,详细说明如下: *功能(Functions)测试: ·输出电压调整(Hold-on Voltage Adjust) ·电源调整率(Line Regulation) ·负载调整率(Load Regulation) ·综合调整率(Conmine Regulation) ·输出涟波及杂讯(Output Ripple & Noise, RARD) ·输入功率及效率(Input Power, Efficiency) ·动态负载或暂态负载(Dynamic or Transient Response) ·电源良好/失效(Power Good/Fail)时间 ·起动(Set-Up)及保持(Hold-Up)时间 *保护动作(Protections)测试:

·过电压保护(OVP, Over Voltage Protection) ·短路保护(Short) ·过电流保护(OCP, Over Current Protection) ·过功率保护(OPP, Over Power Protection) *安全(Safety)规格测试: ·输入电流、漏电电流等 ·耐压绝缘: 电源输入对地,电源输出对地;电路板线路须有安全间距。 ·温度抗燃:零组件需具备抗燃之安全规格,工作温度须於安全规格内。 ·机壳接地:需於欧姆以下,以避免漏电触电之危险。 ·变压输出特性:开路、短路及最大伏安(VA)输出 ·异常测试:散热风扇停转、电压选择开关设定错误 *电磁兼容(Electromagnetic Compliance)测试: 电源供应器需符合CISPR 22、CLASS B之传导与幅射的4dB馀裕度,电源供应器需在以下三种负载状况下测试:每个输出为空载、每个输出为50%负载、每个输出为100%负载。 ·传导干扰/免疫:经由电源线之传导性干扰/免疫 ·幅射干扰/免疫:经由磁场之幅射性干扰/免疫

示波器电源测试的步骤

示波器电源测试的步骤 时间:2012-10-17 16:46:12 来源:作者: 过去大家习惯用万用表进行电源测试,如果测试参数很多的时候非常麻烦。而现在使用示波器提供了许多自动测量功能,可以使用这些功能简单实现幅度测量(幅度、高、低、最大值、最小值、RMS、峰到峰值、正/ 负过冲、平均值、周期平均值、周期RMS)、定时测量(周期、频率、上升/ 下降时间、正/ 负占空比、正/ 负脉宽、突发宽度、延迟、相位)、综合测量。在实践中,很多工程师对于利用示波器进行电源测试的要点并不是很清楚,这里零星总结一些步骤和要点供大家参考。(这里的陈述是根据本人所使用的泰克混合信号示波器MSO4000系列(MSO4034)以及泰克的探头配置,不同示波器和探头会有些差异) 选择示波器的几个要点 1. 记录长度及分析工具 对许多电源测量,必需捕获1/4 周期或1/2 周期(90度或180度)的工频信号,有些测量甚至要求捕获整个周期,这需要示波器具有足够的记录长度以满足要求(MSO4034记录深度为10M,一般的电源测试足够了)。 比长记录长度更重要的是提供能够利用所有这些数据的工具(如泰克的Wave Inspector)。否则处理几百万点的记录长度,也就是几千屏的信号活动无疑是大海捞针。 2.电压探头和电流探头之间的时滞 每只电压探头和电流探头都有自己的特性传播延迟。电流探头和电压探头之间的延迟差称为时滞,会导致幅度和定时测量不准确。在探头没有正确“校正时滞”时,测量精度会下降,如开关损耗。我所用的泰克TekVPI探头连接到泰克4000系列示波器时,它们会自动设置相应的时滞校正值,在电源测量中实现最大精度。 3. 探头偏置 差分探头一般会有较小的电压偏置。这会影响精度,在继续测量前必须消除这个电压偏置。大多数差分电压探头拥有内置的DC 偏置调节控制功能,可以相对简单地消除偏置。 某些探头内置了自动消磁/自动清零程序,如在使用TekVPI探头时,只需在探头“comp”框上按一个按钮就可以了。 安全准确地测试电压波形和电流波形 在使用数字示波器进行电源测量时,必需测量设备中的电压及电流。要求使用两只不同的探头:一只电压探头(通常是高压差分探头),一只电流探头。 测量经过MOSFET的电流相对简单,可以使用许多不同的霍尔效应电流探头完成,如TCP0030。而测量电压则会面临更多的问题。MOSFET没有连接到交流电源接地或电路输出接地上。因此,不可能使用示波器进行接地参考电压测量,因为把探头的地线连接到任何MOSFET端子上都会使通过示波器接地的电路短路。 进行差分测量是测量MOSFET 电压的最佳方式。在差分测量中,可以测量漏极到源极电压,即MOSFET漏极和源极端子中的电压。漏极到源极电压可以位于几十伏到几百伏电压的顶部,具体视电源的范围而定。 测量瞬时功率 检定开关晶体管中的瞬时功耗是几乎每个电源设计项目的一部分。选择能够在最坏情况操作极限下经济可靠地运行的元件至关重要。某些厂家的电流和电压探测解决方案为这些测量提供了理想选择。除提供安全测量解决方案外,它们还提供了非常简便的时滞校正功能。自动设置相应的时滞校正值,在电源测量中实现最大精度。为电压波形和电流波形及以瓦特为单位的演算波形提供正确的标度和单位。下面用泰克4000系列示波器介绍测量的简单步骤:连接探头;按Autoset,示波器自动调节垂直设置、水平设置;触发设置,以查看波形;把演算波形定义为Ch1 * Ch2;打开Area测量,测量曲线下的面积(能量);光标读数表明瞬时功率。通过使用测量选通,我们可以把Area测量限制在特定区域,查看与MOSFET 的启动时间(Ton)和关闭(Toff)时间有关的功率损耗。

汽车发动机振动噪声测试实用标准系统

附件1 汽车发动机振动噪声测试系统 1用途及基本要求: 该设备主要用于教学和科研中的振动和噪声测量,要求能够测量试验对象的振动噪声特性(频率、阶次、声强等),能对试验数据进行综合分析。该产品的生产厂应具有多年振动噪声行业从业经验,有较高的知名度和影响力。系统软件和硬件应该为成熟的模块化设计,同时具有很强的扩展能力,能保证将来软件和硬件同时升级。 2设备技术要求及参数 2.1设备系统配置 2.1.1数据采集系统一套; 2.1.2数据测试分析软件一套; 2.1.3传声器 2个; 2.1.4加速度计 2个; 2.1.5声强探头 1套; 2.1.6声级校准器 1个; 2.1.7笔记本电脑一台 2.2数据采集、控制系统技术要求 2.2.1主机箱一个;供电采用9~36V直流和 200~240V交流; 2.2.2便携式采集前端,适用于实验室及现场环境; 2.2.3整机消耗功率<150W; 2.2.4工作环境温度:-10?C ~50?C; 2.2.5中文或英文WindowsXP下运行,操作主机采用笔记本电脑; 2.2.6输入通道数:4个以上,其中2个200V极化电压输入通道、不少一个转速输入通道; 2.2.7输入通道拥有Dyn-X技术,动态围160dB; 2.2.8每通道最高采样频率:≥65.5kHz,最大分析带宽:≥25.6kHz; 2.2.9系统留有扩充板插槽,根据需要可以进一步扩充;数据采集前端可同时连接多种形式传感器,包括加速度计、转速探头、传声器、声强探头等; 2.2.10系统具有堆叠和分拆能力,多个小系统可组成多通道大系统进行测量。大系统可分拆成多个小系统独立运行; 2.2.11采集前端的数据传输具备二种方式之一:①通过10/100M自适应以太网传输至PC; ②通过无线通讯以太网技术传输至PC,通信距离在100米以上。使测量过程更为灵活方便,方便硬件通道和计算机系统扩展升级;

开关电源测试步骤(图文解说

开关电源测试步骤(图文解说) 一、开关电源工作原理 1、开关电源是一种高频开关式的能量变换电子电路,常作为设备的电源供应器,常见变换分类有:AC-DC、DC-DC、DC-AC 等。 2、开关电源原理框图 (1) 市电进入电源后,首先经过是最前级的EMI 滤波电路部份,EMI 滤波的主要作用是滤除外界电网的高频脉冲对电源的干扰,同时还有减少开关电源本身对外界的电磁干扰。实际上它是利电感和电容的特性,使频率为50Hz 左右的交流电可以顺利通过滤波器,而高于50Hz 以上的高频干扰杂波将被滤波器滤除。 (2) 经过EMI 滤波,所得到较为平整的正弦波交流电被送入前级整流电路进行整流,整流工作都由全桥式整流二极管来担任。经过全桥式整流二级管整流后,电压全部变成正相电压。不过此时得到的电压仍 然存在较大的起伏,这就必须使用高压滤波电容进行初步稳压,将波形修正为起伏较小的波形。 (3) 把直流电转化为高频率的脉动直流电,这一步由控制电路来完成。输出部分通过一定的电路反馈 给控制电路,控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例,以达到稳定输出电压的目的。控制电路目 前已集成化,制成了各种开关电源用集成电路。 (4) 把得到的脉动直流电,送到高频开关变压器进行降压。再由二极管和滤波电容组成的低压滤波电 路进行整流和滤波就得到了设备上使用的纯静的低压直流电。 3、开关电源特点:

(1) 开关电源是一种非线性电源,体积和重量轻。 (2) 功率晶体管工作在开关状态,晶体管上的功耗小,转化效率高 二、开关电源测试方法 1、测试项目:环路增益、输出阻抗、输出纹波、开关噪声等 2、环路增益测试: 开关电源电路可以看作是一个简单的反馈控制系统 一个负反馈回路,当GH=-1 的时候会产生自激(GH 称为开环增 益)。分解为:幅度条件:|GH|=1、相位条件:GH 的相位Φ=-180o 开环特性是一个很重要的参数,表征反馈系统的稳定性。通常用增益裕量和相位裕量来表示:增益裕量:Φ=-180o时,0-Gain(dB) 相位裕量:Gain=0 时,Φ-(-180o) 通常用波特图来表示

示波器_使用方法_步骤

示波器 摘要:以数据采集卡为硬件基础,采用虚拟仪器技术,完成虚拟数字示波器的设计。能够具有运行停止功能,图形显示设置功能,显示模式设置功能并具有数据存储和查看存储数据等功能。实验结果表明, 该仪器能实现数字示波器的的基本功能,解决了传统测试仪器的成本高、开发周期长、数据人工记录等问题。 1.实验目的 1.理解示波器的工作原理,掌握虚拟示波器的设计方法。 2.理解示波器数据采集的原理,掌握数据采集卡的连接、测试和编程。 3.掌握较复杂的虚拟仪器的设计思想和方法,用LabVIEW实现虚拟示波器。 2. 实验要求 1.数据采集 用ELVIS实验平台,用DAQmx编程,通过数据采集卡对信号进行采集,并进行参数的设置。 2.示波器界面设计 (1)设置运行及停止按钮:按运行时,示波器工作;按停止时,示波器停止工作。 (2)设置图形显示区:可显示两路信号,并可进行图形的上下平移、图形的纵向放大与缩小、图形的横向扩展与压缩。 (3)设置示波器的显示模式:分为单通道模式(只显示一个通道的图形),多通道模式(可同时显示两个通道),运算模式(两通道相加、两通道相减等)。

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纹波测试方法

纹波测试的注意事项 纹波是叠加在直流信号上的交流干扰信号,是电源测试中的一个很重要的标准。尤其是作特殊用途的电源,如激光器电源,纹波则是其致命要害之一。所以,电源纹波的测试就显得极为重要。 电源纹波的测量方法大致分为两种:一种是电压信号测量法;另一钟是电流信号测量法。一般对于恒压源或纹波性能要求不大的恒流源,都可以用电压信号测量法。而对于纹波性能要求高的恒流源则最好用电流信号测量法。 1 )、电压信号测量纹波是指,用示波器测量叠加在直流电压信号上的交流纹波电压信号。对于恒压源,测试可以直接用电压探头测量输出到负载上的电压信号。 2 )、对于恒流源的测试,则一般是通过使用电压探头,测量采样电阻两端的电压波形。整个测试过程中,示波器的设置是能否采样到真实信号的关键。 电源纹波噪声测试方法 我们今天的电子电路(比如手机、服务器等领域)的切换速度、信号摆率比以前更高,同时芯片的封装和信号摆幅却越来越小,对噪声更加敏感。因此,今天的电路设计者们比以前会更关心电源噪声的影响。实时示波器是用来进行电源噪声测量的一种常用工具,但是如果使用方法不对可能会带来完全错误的测量结果,笔者在和用户交流过程中发现很多用户的测试方法不尽正确,所以把电源纹波噪声测试中需要注意的一些问题做一下总结,供大家参考。 由于电源噪声带宽很宽,所以很多人会选择示波器做电源噪声测量。但是不能忽略的是,实时宽带数字示波器以及其探头都有其固有的噪声。如果要测量的噪声与示波器和探头的噪声在相同数量级,那么要进行精确测量将是非常困难的一件事情。 示波器的主要噪声来源于2个方面:示波器本身的噪声和探头的噪声。所有的实时示波器都实用衰减器来调整垂直量程。设置衰减以后示波器本身的噪声会被放大。比如,当不用衰减器时,示波器的基本量程是5mV/ 格,假设此时示波器此时的底噪声是500uVRMS。当把量程改成50mV/ 格时,示

利用数字示波器测试开关电源的方法

利用数字示波器测试开关电源的方法 从传统的模拟型电源到高效的开关电源,电源的种类和大小千差万别。它们都要面对复杂、动态的工作环境。设备负载和需求可能在瞬间发生很大变化。即使是“日用的”开关电源,也要能够承受远远超过其平均工作电平的瞬间峰值。设计电源或系统中要使用电源的工程师需要了解在静态条件以及最差条件下电源的工作情况。 过去,要描述电源的行为特征,就意味着要使用数字万用表测量静态电流和电压,并用计算器或PC进行艰苦的计算。今天,大多数工程师转而将示波器作为他们的首选电源测量平台。现代示波器可以配备集成的电源测量和分析软件,简化了设置,并使得动态测量更为容易。用户可以定制关键参数、自动计算,并能在数秒钟内看到结果,而不只是原始数据。 电源设计问题及其测量需求 理想情况下,每部电源都应该像为它设计的数学模型那样地工作。但在现实世界中,元器件是有缺陷的,负载会变化,供电电源可能失真,环境变化会改变性能。而且,不断变化的性能和成本要求也使电源设计更加复杂。考虑这些问题: 电源在额定功率之外能维持多少瓦的功率?能持续多长时间?电源散发多少热量?过热时会怎样?它需要多少冷却气流?负载电流大幅增加时会怎样?设备能保持额定输出电压吗?电源如何应对输出端的完全短路?电源的输入电压变化时会怎样? 设计人员需要研制占用空间更少、降低热量、缩减制造成本、满足更严格的EMI/EMC标准的电源。只有一套严格的测量体系才能让工程师达到这些目标。 示波器和电源测量 对那些习惯于用示波器进行高带宽测量的人来说,电源测量可能很简单,因为其频率相对较低。实际上,电源测量中也有很多高速电路设计师从来不必面对的挑战。 整个开关设备的电压可能很高,而且是“浮动的”,也就是说,不接地。信号的脉冲宽度、周期、频率和占空比都会变化。必须如实捕获并分析波形,发现波形的异常。这对示波器的要求是苛刻的。多种探头——同时需要单端探头、差分探头以及电流探头。仪器必须有较大的存储器,以提供长时间低频采集结果的记录空间。并且可能要求在一次采集中捕获幅度相差很大的不同信号。 开关电源基础 大多数现代系统中主流的直流电源体系结构是开关电源(SMPS),它因为能够有效地应对变化负载而众所周知。典型SMPS的电能信号路径包括无源器件、有源器件和磁性元件。SMPS尽可能少地使用损耗性元器件(如电阻和线性晶体管),而主要使用(理想情况下)无损耗的元器件:开关晶体管、电容和磁性元件。

纹波的测试

纹波是叠加在直流信号上的交流干扰信号,是电源测试中的一个很重要的标准。尤其是作特殊用途的电源,如激光器电源,纹波则是其致命要害之一。所以,电源纹波的测试就显得极为重要。 电源纹波的测量方法大致分为两种:一种是电压信号测量法;另一钟是电流信号测量法。 一般对于恒压源或纹波性能要求不大的恒流源,都可以用电压信号测量法。而对于纹波性能要求高的恒流源则最好用电流信号测量法。 电压信号测量纹波是指,用示波器测量叠加在直流电压信号上的交流纹波电压信号。对于恒压源,测试可以直接用电压探头测量输出到负载上的电压信号。对于恒流源的测试,则一般是通过使用电压探头,测量采样电阻两端的电压波形。整个测试过程中,示波器的设置是能否采样到真实信号的关键。 所用的仪器是:配有电压测量探头的TDS1012B示波器。测量之前需要进行如下设置。 1.通道设置: 耦合:即通道耦合方式的选择。纹波是叠加在直流信号上的交流信号,所以,我们要测试纹波信号就可以去掉直流信号,直接测量所叠加的交流信号就好。 宽带限制:关 探头:首先选用电压探头的方式。然后选择探头的衰减比例。必须与实际所用探头的衰减比例保持一致,这样从示波器所读取数才是真实的数据。比如,所用电压探头放在×10档,则此时,这里的探头的选项也必须设置为×10档。 2.触发设置: 类型:边沿 信源:实际所选择的通道,如,准备用CH1通道进行测试,则此处就应该选择为CH1。 斜率:上升。 触发方式:如果是在实时地观察纹波信号,则选择‘自动’触发。示波器会自动跟随实际所测信号的变化,并显示。这个时候,你也可通过设置测量按钮,实时地显示你所需要的测量的数值。但是,如果你想要捕捉某次测量时的信号波形,则需要将触发方式设置为‘正常’触发。此时,还需要设置触发电平的大小。一般当你知道你所测量的信号峰值时,将触发电平设置为所测信号峰值的1/3处。如果不知道,则触发电平可以设置的稍微小一些。 耦合:直流或交流…?(似乎没什么区别) 3.采样长度(秒/格): 采样长度的设置决定能否采样到所需要的数据。当所设置的采样长度过大时,就会漏掉实际信号中的高频成分;当所设置的采样长度过小时,就只能看到所测实际信号的局部,同样无法得到真实的实际信号。所以,在实际测量时,需来回旋转按钮,仔细观察,直到所显示波形是真实的完整的波形。 4.采样方式:

开关电源的测试步骤

开关电源的测试步骤 良好的开关电源必须符合所有功能规格、保护特性、安全规范(如UL、CSA、VDE、DEMKO、SEMKO,长城等等之耐压、抗燃、漏电流、接地等安全规格)、电磁兼容能力(如FCC、CE等之传导与幅射干扰)、可靠性(如老化寿命测试)、及其他之特定需求等。 开关电源包括下列之型式: AC-DC:如个人用、家用、办公室用、工业用(电脑、周边、传真机、充电器) · DC-DC:如可携带式产品(移动电话、笔计本电脑、摄影机,通信交换机二次电源) · DC-AC:如车用转换器(12V~115/230V) 、通信交换机振铃信号电源· AC-AC:如交流电源变压器、变频器、UPS不间断电源开关电源的设计、制造及品质管理等测试需要精密的电子仪器设备来模拟电源供应器实际工作时之各项特性(亦即为各项规格),并验证能否通过。开关电源有许多不同的组成结构(单输出、多输出、及正负极性等)和输出电压、电流、功率之组合,因此需要具弹性多样化的测试仪器才能符合众多不同规格之需求。 电气性能(Electrical Specifications)测试当验证电源供应器的品质时,下列为一般的功能性测试项目,详细说明如下: 一、功能(Functions)测试: 输出电压调整(Hold-on Voltage Adjust) 电源调整率(Line Regulation) 负载调整率(Load Regulation) 综合调整率(Conmine Regulation) 输出涟波及杂讯(Output Ripple & Noise, RARD) 输入功率及效率(Input Power, Efficiency) 动态负载或暂态负载(Dynamic or Transient Response) 电源良好/失效(Power Good/Fail)时间 起动(Set-Up)及保持(Hold-Up)时间

音频测试-示波器-使用方法

★目的:介绍示波器的使用方法,使相关人员能正确操作示波器。 ★示波器的概述 示波器是利用电子束的电偏转来观察电压波形的一种常用电子仪器,主要用于观察和测量电信号。下图1为我厂常用的20MHz的双踪示波器。 ★示波器的操作方法 第一步骤:示波器的连接 1)连接电源线 用220V AC线把示波器连上220V市电。(如上图2) 2)连接信号线 将探头插入到示波器左边的CH1接口并顺时针扭动半圈(如上图3)。当探头接在示波器的CH1通道上时,模式开关须打在CH1上(如下图4)。当探头接在示波器的CH2通道上时,模式开关须打在CH2上。(如下图5) 图 1 图 2 图 3 探头接在 CH1通道上

3) 信号耦合开关的选择(AC GND DC ) 信号耦合开关一般紧挨着输入通道,CH1通道和CH2通道各有1个。当只用来观察被测信号中的交流成分时,将开关拔至AC 档(本厂一般选择此档);当信号的直流成份和交流成分都要观察或信号的频率较低时,将开关拔至DC 档;当开关拔至GND 档时,输入端处于接地状态,用以确定输入端为零时光迹所在位置。(如下图6) 第二步骤:开机与光迹调节 上述步骤完成后,接下来需要开机预热和调节光迹。(如下图7和图8) 1) 开机(POWER ) 按电源键开机,开机后电源指示灯会亮。电源按键旁一般标有英文单词power 。 2) 亮度调节(INTENSITY ) 如果光迹的亮度正常,就不需要调节。当亮度不正常时,我们就左右调节亮度旋纽,顺时针旋转为增亮,逆时针为调暗。亮度调节旋纽旁一般会标有“INTE ”的字样。亮度的英文单词为 intensity 。注意亮度不宜太高,以免影响示波器的使用寿命。 3) 聚焦调节(FOCUS ) 用以调节示波管电子束的焦点,使显示的光点成为细而清晰的圆点。当光束正常时,我们也不需要调节,只有在光束太粗或不清晰时,我们左右调节聚焦旋纽,使光束处于细而清晰的状态。聚焦调节旋纽旁一般会标有“FOCUS ”的字样。聚焦的英文单词为focus 。 4) 光迹平行度调节(TRACE ROTATION ) 图 5 电源开关 电源指示灯 亮度调节 聚焦调节 图 7 光迹平行度调节 光 迹 图 8 正弦波信号光迹 模式开关选择 CH1通道 图 6 图 4 模式开关选择 CH2通道 探头接在 CH2通道上 信号耦合 选择开关

开关电源电性能测试标准和方法

开关电源电性能测试标准和方 法 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

开关电源电气性能测试标准和方法 I.测试标准 一.电性能标准 1.输入电压100-240VAC 2.输入频率47-63Hz 3.总谐波失真小于20% 4.功率因数大于90% 5.效率大于90% 6.电压调整率小于2% 7.负载调整率小于2% 二.耐用性标准 1.开路保护 2.短路保护 3.过功率保护 4.抗雷击大于4KV 5.环境温度-40℃~70℃ 6.电源电压开关次数大约于1000次 7.寿命大于50000Hr 三.防护等级标准 1.IP67: II.测试方法 一.电性能测试方法 1.设备:数字电参数测量仪,万用表,调压器,可调负 载。 2.测试方法:电源接标称功率的80%-90%的负载。串于数 字电参数测量仪后,开灯测量。调压器先将电源电压调 至AC100V,60Hz。测量开关电源的输出电压并记录。再将 电源调至AC240V,50Hz。测量开关电源的输出电压并记 录。计算出输出电压相对变化量。输入电压标称值 220VAC,50Hz时,可调负载在标称值的10%-100%范围

变化,测量开关电源的输出电压并记录。计算出输出电 压相对变化量。 二耐用性测试方法: 1.设备:雷击测试仪,万用表, 可调负载,恒温箱,计数 器,时钟,老化台。 2.开路保护:电源输出端不接入负载,接通额定电压并 持续1Hr后,再接入标称负载,电源应能正常工作。 3.短路保护:电源输出端正负极直接短路,接通额定电 压并持续1Hr后,再断开正负极短路装置,接入标称 负载,电源应能正常工作。 4.过功率保护:当输出端接入超出标称值负载时,电源 应自动降低功率输出。 5.抗雷击保护:雷击测试仪 6.环境温度测试:恒温箱温度调至60℃,开关电源置于 恒温箱内,外接正常负载。开灯并持续1Hr。然后将 开关电源移至-25℃的恒温箱内,开灯并持续1Hr。如 此循环5次。 7.电源电压开关测试:在额定电源电压下,电源开启和 关闭各30s。无负载情况下循环200次。最大负载情 况下循环800次。 8.寿命测试:路灯置于老化台上,持续工作。直至开关电 源无法工作。记录时间。 三防护等级测试方法: 1.设备:水箱,时钟。 2.测试方法:在标准大气压下,开关电源置于水箱 中,样品底部距水底至少1米,样品顶部距水面至 少0.15米。时间30分钟。

电源纹波分析及测试方法

电源纹波分析及测试方法 一、什么叫纹波 纹波(ripple)的定义是指在直流电压或电流中,叠加在直流稳定量上的交流分量。 它主要有以下害处: 1.1.容易在用电器上产生谐波,而谐波会产生更多的危害; 1.2.降低了电源的效率; 1.3.较强的纹波会造成浪涌电压或电流的产生,导致烧毁用电器; 1.4.会干扰数字电路的逻辑关系,影响其正常工作; 1.5.会带来噪音干扰,使图像设备、音响设备不能正常工作 二、纹波、纹波系数的表示方法 可以用有效值或峰值来表示,或者用绝对量、相对量来表示; 单位通常为:mV 例如:

一个电源工作在稳压状态,其输出为12V5A,测得纹波的有效值为10mV,这10mV就是纹波的绝对量,而相对量,即纹波系数=纹波电压/输出电压=10mv/12V=0.12%。 三、纹波的测试方法 3.1.以20M示波器带宽为限制标准,电压设为PK-PK(也有测有效值的),去除示波器控头上的夹子与地线(因为这个本身的夹子与地线会形成环路,像一个天线接收杂讯,引入一些不必要的杂讯),使用接地环(不使用接地环也可以,不过要考虑其产生的误差),在探头上并联一个10UF电解电容与一个0.1UF瓷片电容,用示波器的探针直接进行测试;如果示波器探头不是直接接触输出点,应该用双绞线,或者50Ω同轴电缆方式测量。 四、开关电源纹波的主要分类 开关电源输出纹波主要来源于五个方面: 4.1.输入低频纹波; 4.2.高频纹波; 4.3.寄生参数引起的共模纹波噪声; 4.4.功率器件开关过程中产生的超高频谐振噪声; 4.5.闭环调节控制引起的纹波噪声。

五、电源纹波测试 纹波是叠加在直流信号上的交流干扰信号,是电源测试中的一个很重要的标准。尤其是作特殊用途的电源,如激光器电源,纹波则是其致命要害之一。所以,电源纹波的测试就显得极为重要。 电源纹波的测量方法大致分为两种:一种是电压信号测量法;另一钟是电流信号测量法。 一般对于恒压源或纹波性能要求不大的恒流源,都可以用电压信号测量法。而对于纹波性能要求高的恒流源则最好用电流信号测量法。 电压信号测量纹波是指,用示波器测量叠加在直流电压信号上的交流纹波电压信号。对于恒压源,测试可以直接用电压探头测量输出到负载上的电压信号。对于恒流源的测试,则一般是通过使用电压探头,测量采样电阻两端的电压波形。整个测试过程中,示波器的设置是能否采样到真实信号的关键。 所用的仪器是:配有电压测量探头的TDS1012B示波器。 测量之前需要进行如下设置。 1.通道设置:

开关电源电性能测试标准和方法

开关电源电气性能测试标准和方法 I. 测试标准 一.电性能标准 1. 输入电压100-240VAC 2. 输入频率47-63Hz 3. 总谐波失真小于20% 4. 功率因数大于90% 5. 效率大于90% 6. 电压调整率小于2% 7. 负载调整率小于2% 二.耐用性标准 1. 开路保护 2. 短路保护 3. 过功率保护 4. 抗雷击大于4KV 5. 环境温度-40C?70C 6. 电源电压开关次数大约于1000 次 7. 寿命大于50000Hr 三.防护等级标准 1. IP67: II. 测试方法 一. 电性能测试方法 1. 设备:数字电参数测量仪,万用表,调压器,可调负载。 2. 测试方法:电源接标称功率的80%-90%的负载。串于数字 电参数测量仪后,开灯测量。调压器先将电源电压调至 AC100V,60Hz。测量开关电源的输出电压并记录。再将电源调至 AC240V,50Hz。测量开关电源的输出电压并记录。 计算出输出电压相对变化量。输入电压标称值220VAC ,50Hz 时,可调负载在标称值的10%-100%范围变化,测量开关电源 的输出电压并记录。计算出输出电压相对变化量。

二耐用性测试方法: 1. 设备:雷击测试仪,万用表, 可调负载, 恒温箱,计数器,时 钟,老化台。 2. 开路保护:电源输出端不接入负载,接通额定电压并持续1Hr 后,再接入标称负载,电源应能正常工作。 3. 短路保护:电源输出端正负极直接短路,接通额定电压并持续 1Hr 后,再断开正负极短路装置,接入标称负载,电源应能正 常工作。 4. 过功率保护:当输出端接入超出标称值负载时,电源应自动降 低功率输出。 5. 抗雷击保护:雷击测试仪 6. 环境温度测试:恒温箱温度调至60C,开关电源置于 恒温箱内,外接正常负载。开灯并持续1Hr 。然后将开关 电源移至-25 C的恒温箱内,开灯并持续1Hr。如此 循环5 次。 7. 电源电压开关测试:在额定电源电压下,电源开启和关闭各 30s。无负载情况下循环200次。最大负载情况下循环800 次。 8. 寿命测试:路灯置于老化台上,持续工作。直至开关电源无法 工作。记录时间。 三防护等级测试方法: 1. 设备:水箱,时钟。 2. 测试方法:在标准大气压下,开关电源置于水箱中,样 品底部距水底至少1 米,样品顶部距水面至少0.15 米。时 间30 分钟。

如何用数字示波器测试开关电源

如何用数字示波器测试开关电源? 从传统的模拟型电源到高效的开关电源,电源的种类和大小千差万别。它们都要面对复杂、动态的工作环境。设备负载和需求可能在瞬间发生很大变化。即使是“日用的”开关电源,也要能够承受远远超过其平均工作电平的瞬间峰值。设计电源或系统中要使用电源的工程师需要了解在静态条件以及最差条件下电源的工作情况。过去,要描述电源的行为特征,就意味着要使用数字万用表测量静态电流和电压,并用计算器或PC进行艰苦的计算。今天,大多数工程师转而将示波器作为他们的首选电源测量平台。现代示波器可以配备集成的电源测量和分析软件,简化了设置,并使得动态测量更为容易。用户可以定制关键参数、自动计算,并能在数秒钟内看到结果,而不只是原始数据。 电源设计问题及其测量需求 理想情况下,每部电源都应该像为它设计的数学模型那样地工作。但在现实世界中,元器件是有缺陷的,负载会变化,供电电源可能失真,环境变化会改变性能。而且,不断变化的性能和成本要求也使电源设计更加复杂。考虑这些问题: 电源在额定功率之外能维持多少瓦的功率?能持续多长时间?电源散发多少热量?过热时会怎样?它需要多少冷却气流?负载电流大幅增加时会怎样?设备能保持额定输出电压吗?电源如何应对输出端的完全短路?电源的输入电压变化时会怎样? 设计人员需要研制占用空间更少、降低热量、缩减制造成本、满足更严格的EMI/EMC标准的电源。只有一套严格的测量体系才能让工程师达到这些目标。 示波器和电源测量 对那些习惯于用示波器进行高带宽测量的人来说,电源测量可能很简单,因为其频率相对较低。实际上,电源测量中也有很多高速电路设计师从来不必面对的挑战。 整个开关设备的电压可能很高,而且是“浮动的”,也就是说,不接地。信号的脉冲宽度、周期、频率和占空比都会变化。必须如实捕获并分析波形,发现波形的异常。这对示波器的要求是苛刻的。多种探头——同时需要单端探头、差分探头以及电流探头。仪器必须有较大的存储器,以提供长时间低频采集结果的记录空间。并且可能要求在一次采集中捕获幅度相差很大的不同信号。 开关电源基础 大多数现代系统中主流的直流电源体系结构是开关电源(SMPS),它因为能够有效地应对变化负载而众所周知。典型SMPS的电能信号路径包括无源器件、有源器件和磁性元件。SMPS尽可能少地使用损耗性元器件(如电阻和线性晶体管),而主要使用(理想情况下)无损耗的元器件:开关晶体管、电容和磁性元件。 SMPS设备还有一个控制部分,其中包括脉宽调制调节器脉频调制调节器以及反馈环路1等组成部分。控制部分可能有自己的电源。图1是简化的SMPS示意图,图中显示了电能转换部分,包括有源器件、无源器件以及磁性元件。 SMPS技术使用了金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)与绝缘栅双极晶体管(IGBT)等功率半导体开关器件。这些器件开关时间短,能承受不稳定的电压尖峰。同样重要的是,它们不论在开通还是断开状态,消耗的能量都极少,效率高而发热低。开关器件在很大程度上决定了SMPS的总体性能。对开关器件的主要测量包括:开关损耗、平均功率损耗、安全工作区及其他。

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