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我自我介绍一下，我是来自美国力科的工程师。
今天主题主要是结合我们电源的测试，讲一下我们力科，讲一下超低压、超高压的测量的建议。包括示波器比较细节的技巧我都会提到。我的主题包括两个，一个是力科公司的简要介绍。第二是我们的解决方案，我们解决方案完全来自于客户给我们反馈回来的问题。
对于力科，上年纪的工程师比较了解一些。1964年由WALTERLECROY成立的一家公司，成立之初到现在，一直从事专业示波器生产研发包括推进工作，可以说对于示波器单台仪器来讲，力科是最专业的。为什么上了岁数的工程师比较了解呢？早年力科是专著于高端的仪器，包括核工业仪器，中国早期也有一定的帮助。我们从高端现在把产品线往下移，对于全线的示波器产品，从40M到65GHZ，我们全线示波器产品都有，最高的65个G，这也是力科公司创的一个记录。我们一直在引领这个记录。本讯由中国电子展 (www.aidzz.com)、电子元件技术网(www.cntronics.com)和我爱方案网(www.52solution.com)以及深圳会展中心( www.0755hz.cn )联合报道！
现在力科公司被并购的消息也有人比较了解，我们先简单看一下，这是一家美国顶尖的高科技公司，力科学是今年刚刚被收购，它是一家美国顶尖的高科技公司，涉足的产品线非常广，包括化学仪器，医疗、石油、航空导航仪器，通信、医疗仪器。包括美国的航天，包括领航的一些设备。为什么国内大多数都没有听说过，涉及到美国国防和航天的技术，在国内声音非常少。我们接着说力科的主要用户，我们的用户主要集中在消费类电子、数据存储。值得强调的是我们在数据存储行业，硬盘行业，力科在市场占有率达到99%以上，硬盘我们是处于标准化地位。
这是力科全线产品。从40M的示波器一直到现在现金最高的可以做到100G，实时示波器带宽，这个写低了，这个应该是65G。这是我们现在最高端的两款产品，10EI可以做到65个G的实时采样率，最高的通道密度可以扩展到80个通道，每通道36G模拟贷款。除了示波器产品，我们也有测试周边外围产品，包括测试参数的分析仪，包括协议测试。这个我就不详细说了，力科在数字示波器的历史实在太多了。从1985年数字示波器诞生之后，一直到现今。
力科一直在数字示波器存储的深度记录。右边这些都是数字示波器大家耳熟能详的新的技术，说话是力科进行研发。我不说那么多指标，介绍一些比较新颖的东西。第一是力科的外形，外面摆了一台6ZI的产品，我们拥有世界上最好的机械工程设计师 ，他是力科首席机械工程设计师，风扇噪声可以降到最少，散热要求比较高，风扇噪声是我们控制的一方面。第二是通道密度，现在最高实时带宽采样率是65G，通道可以做成80个通道，每一个模块都是可以扩展通道，包括带宽升级都是可以灵活升级。本身这台示波器可以旋转，屏幕可以立起来，并不是为了做得炫，我们采数字信号和模拟信号的同时，通道密度通常比较大，几十个通道以上，每一个通道垂直高度尽量做到最高，让你看到更多的细节，这是工业设计一方面的考虑。另外拆卸控制面板，可以把面板拆下来做遥控示波器的工作，比如说机架的地方，手摸不到的地方我们可以遥控。这是对力科产品做一个简单的介绍，大家有一个印象。若图片无法打开请移步：http://www.cntronics.com/public/seminar/content/type/article/rid/243/sid/60
后面截取了一些解决的方案，这些解决方案全部来自于客户提出的问题。第一个在电源行业，大部分工程师都碰到过，我给大家念一下，测试高压时，普通品牌示波器测试结果比较大，这个工程师有一次对测试中发现大约450V的MOS管的电压做测试，三台示波器最大差别50V，同一品牌差别也很大，同一品牌同样单台示波器，接上同样的探头，差别结果也很大。高压测不准的问题，是电源工程师共同反映的一个问题。我信心大多数工程师都很头疼，450V的电压。我这边是引了我们在美国研发工程师的一句话，他讲：我们说示波器在垂直上的精度只能达到10%，这是让人惊讶的数字，高压测试的时候，示波器不能当成垂直计量的标准，只是一个参考。我们之所以说高压测不准，是因为影响高压测试因素实在太多。我简单列了11条，我讲这个问题的时候，还有公司提出来，这个11条还不是最完整的。比如放大器的线性度。 第二，探头的地线，长度、接的什么样的地线。包括地环路干扰。示波器本身的量化误差。这个量化误差在高压测试的时候表现非常明显。探头负载在不同频率下值不恒定，等等这些。
我记得有一个中科院老工程师提出来，探头衰减比也是很重要的方法。因为衰减比可能是1%的误差或者1.5%的误差，所以高压测试的时候，1.5%对你影响非常大。等等这些吧。另外我想强调一点，它跟测量波形的个数是有关系的。比如说现在看到这幅图，采集的是脉冲的电，这时候我们进行风值的测量，或者进行幅值的测量，示波器本身会有一定的算法，我们看到它引申到右边垂直方向，我们叫小直放图，其实它是拿多个样本做统计的，最后引申到垂直方向是正态分布，我们取了两个峰值，这个对工程师来说是要注意的一方面。这个意味着你采样越多，你测量精度越高。我们看实际的结果，实际上是有两个波形，基本上完全重合的，你从肉眼看不出来差别，但是我们测峰值的时候，第一个通道测出来的峰值是1.15，第二个通道测出来是805毫伏，差了30%左右。为什么呢？一个样本很多，一个样本少，样本多的精确一些，样本少的就误差太大。另外我想强调的就是量化误差，8比特的精度，相当于你有256个量化阶梯，这是示波器天生的局限。极端一点，用三位ADC，会非常明显。用5位看到稍微细一点。我这边打了一个比方，比如你用温度计，同一样温度计量温度，左边这个格密一些，分辨率就高，左边可以读出来是稍微精确一点，到正1度的误差。右边是-5到+5度，这是比较形象的比较。我们比较一个示波器量化误差的比较，这个时候理论上是没有信号的，相当于在100V的时候量化误差达到几十V。右边是分别测试，下面这幅图是200毫伏的时候测出来是是1.49，所以不同情况下测量的差别也很大。
这边是分析地线对测试的影响，接多长的地线，我们做了一个试验。第一个图没有接地线，因为本身示波器是跟大地相连的，如果测试的时候跟地接在一起，相当于地线很长。会有很明显的振动。接50厘米地线的时候稍微好一些。
我们前面讲高压测试测不准的问题。我们讲的这些，所有给大家的建议就是，我们通过其他的方式去改善，要注意到这些问题，可以让我们测量更加精确。
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另外一个问题，是关于纹波测试，这是非常重要的项目。他用无源探头测1.8V的电源纹波，测了一年，始终是这样的结果。每次测量的结果都是30MV。现在电源工程师遇到一个挑战，是之前电源工程师比较大的，90年代用的是5V、3.3V，现在当今高速IC设计，包括英特尔标准、三星的标准、摩托摩拉的标准，都降到2.5V、1.8V、1.5V，看到小电源的信号，就非常稳定。这边提出四个建议，第一是加20M的带宽限制选择。第二是示波器的量化误差。第三是避免使用衰减因子大的探头测量小电压。尽量用1：1的无源探头测试。第四是避免探头误差过大。20M的带宽限制，基本上都有。目的是滤掉高频噪声。英特尔有一句话，必须要用20M带宽限制来做，三星的没有强调带宽限制。如果一般是示波器的标配。另外着重强调一点量化误差的影响。我们看这两幅图。第一个，把信号基本上打到满屏，看到阶梯比较小，量化比较精确，打成四分之一，看到误差非常大。所以必须要把幅值尽量占满整屏幕。这个谁都会做。
示波器最小可以到2毫伏和1毫伏，到时候底噪完全把它淹没了，意味着一大部分信号在示波器之外，你没有办法进行统计和测量。这个时候我们用十倍专业无源探头进行测试，对于3.3V的小信号根本无法测试。我们给出两个解决方案，第一不用衰减探头，用1：1的传输线探头。相当于精度就很高。对于20毫伏档位，你没有办法加偏置，有个工程师就问，你为什么加搁置模块，不是有AC档嘛。1：1的无源探头，所有无源探头接上去之后，你只能打到1M，DC把电源当中直流，我们加了一个隔直电容。我们可以把量化精度，相当于可以看到更精细的信号。你用传统的8比特示波器，可以量化到31.3毫伏。如果用12比特，可以看到1.9V的小信号。这是一个振荡波的信号，可能最近几次，上面示波器可以看到小振荡，12比特可以把小的叠加的交流信号看得非常清楚。这是力科现今的 12位ADC实时示波器。这是我们比较12位示波器和8位示波器的底噪。这是加了带宽限制以后，10毫伏可以控制在5.3毫伏。8比特是10.16毫伏... |
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