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关于示波器测量电源纹波时该考虑的方方面面

关于示波器测量电源纹波时该考虑的方方面面

探头的选择

在十几年前,很多公司的电源测试标准中都有明确的规定,要求使用1:1 探头进行测量。因为这种探头不会损失示波器的测量档位,比如示波器原来最小档位是2mv/div,使用1:1探头就仍然可以通过这个档位测量纹波,即可以准确测量出10mv以内的纹波。但是由于这种探头的带宽只能做到6MHz左右,所以随着开关电源频率的提升,这种探头便不再适合使用。


目前常用的电源测量探头是10:1无源探头、100:1无源探头、高压差分探头。探头的选择上首先要考虑电压范围,被测电压不要超出探头允许的范围。比如说一般的10:1的无源探头,其低频耐压值是300VRMS,且随着频率的升高而降低。如图1所示。使用之前要测量信号的电压范围在此范围内。否者将无法进行正确的测量。

关于示波器测量电源纹波时该考虑的方方面面

图1  10:1无源探头输入额定电压曲线

除此之外,还需要考虑探头衰减比对底噪的放大,从而判断信号的真实有效部分。采用探头测量时的示意图如图2所示,其中Gn1是虚拟的一个噪声源,表示示波器的本低噪声,而Gn2表示探头的本底噪声。由于信号经过了探头的衰减,为了还原真实信号的大小,示波器内部会对信号再进一步放大,而此时Gn1和Gn2也就跟着被放大,其放大倍数就是衰减比的倒数。所以衰减倍数越大,其测量系统的本底噪声也就被放大的越多。

关于示波器测量电源纹波时该考虑的方方面面

图2  底噪放大示意图

例如使用500:1高压差分探头进行测量,示波器本底噪声是1mv,探头噪声为为1mv,这样累加噪声是2mv,再经过500倍的放大,其本底噪声就达到了1V。此时就需要考虑,1V的噪声是否在允许范围内。如果您的被测系统纹波本身也就只有1V或者更小,那1V的噪声显然是不允许的。
山不在高,有仙则名;水不在深,有龙则灵。
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