100個(gè)關(guān)于示波器使用的知識(shí)點(diǎn)（六）

91． 在實(shí)際工作中，需要對(duì)開關(guān)振蕩信號(hào)，視頻信號(hào)等進(jìn)行測(cè)試和分析，該如何進(jìn)行？
答：TEK 的 TDS5000 系列示波器能很輕松的對(duì)這兩類信號(hào)進(jìn)行測(cè)量分析。對(duì)于開關(guān)電源你所說(shuō)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，我們的 TDSPWR2 提供了四種分析：占空比趨勢(shì)分析，開關(guān)頻率趨勢(shì)分析。寬度及周期趨勢(shì)分析：TDS5000 示波器更具有豐富的視頻觸發(fā)，能應(yīng)用多種制式，能單獨(dú)對(duì)場(chǎng)，并行進(jìn)行觸發(fā)。

92． 在反激式開關(guān)電源電源用一種變壓器算法，總是需要再進(jìn)行好多次的調(diào)整。反激式開關(guān)電源有沒有一種比較通用的變壓器參數(shù)計(jì)算方法？
答：變壓器的設(shè)計(jì)雖然通過(guò)理論計(jì)算，但因?yàn)榇判?，繞制方法等的差異性，仍需要多次試驗(yàn)調(diào)整。一般是先計(jì)算原邊電感，根據(jù)輸出功率來(lái)選磁芯材料與骨架尺寸，然后根據(jù)手冊(cè)確定一些如磁芯截面積等參數(shù)等。單端設(shè)計(jì)變壓器就是要讓磁芯的磁通復(fù)位。

93． 使用 TDS3032B 和 THS710 示波器，怎樣將一次性隨機(jī)出現(xiàn)的信號(hào)完整地捕捉并存儲(chǔ)下來(lái)，然后重顯分析？
答：如果測(cè)的所謂隨機(jī)信號(hào)為一個(gè)單次信號(hào)，那么只要設(shè)置與該信號(hào)相匹配的垂直和水平刻度，調(diào)整好觸發(fā)電平，使用單次觸發(fā)等待信號(hào)出現(xiàn)即可，然后利用 SAVE/RECALL 將它存入 ref 里即可隨時(shí)調(diào)出；若是該信號(hào)為重復(fù)信號(hào)中出現(xiàn)的某種異常，則可先 Autoset，然后將獲取模式設(shè)為快速 500 點(diǎn)顯示，調(diào)整余輝至無(wú)限即可。

94． 開關(guān)電源在低溫下啟動(dòng)（如：－20℃以下）有什么特殊的要求？
答：關(guān)鍵是器件選擇的溫度范圍。比如電容、MOSFET、二極管等等。

95． 開關(guān)電源總會(huì)有電磁輻射，同時(shí)越有可能受到其他電器設(shè)備的干擾。怎樣做才能達(dá)到期即不受
其他電器的干擾，又有效地方志器向外輻射呢？
答：開關(guān)電源因工作在高電壓大電流的開關(guān)狀態(tài)下，其引起的電磁兼容性問題是相當(dāng)復(fù)雜的。從整機(jī)的電磁兼容性講，主要有共阻抗耦合、線間耦合、電場(chǎng)耦合、磁場(chǎng)耦合和電磁波耦合幾種。電磁兼容產(chǎn)生的三個(gè)要素為：干擾源、傳播途徑及受干擾體。共阻抗耦合主要是干擾源與受干擾體在電氣上存在共同阻抗，通過(guò)該阻抗使干擾信號(hào)進(jìn)入受干擾對(duì)象。線間耦合主要是產(chǎn)生干擾電壓及干擾電流的導(dǎo)線或 PCB 線 ，因并行布線而產(chǎn)生的相互耦合。電場(chǎng)耦合主要是由于電位差的存在，產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)對(duì)受干擾體產(chǎn)生的耦合。

磁場(chǎng)耦合主要是大電流的脈沖電源線附近產(chǎn)生的低頻磁場(chǎng)對(duì)干擾對(duì)象產(chǎn)生的耦合。而電磁波耦合，主要是由于脈動(dòng)的電壓或電流產(chǎn)生的高頻電磁波，通過(guò)空間向外輻射，對(duì)相應(yīng)的受干擾體產(chǎn)生的耦合。實(shí)際上，每一種耦合方式是不能嚴(yán)格區(qū)分的，只是側(cè)重點(diǎn)不同而已。從電磁兼容性的三要素講，要解決開關(guān)電源的電磁兼容性，可從三個(gè)方面入手。

1）減小干擾源產(chǎn)生的干擾信號(hào)；
2）切斷干擾信號(hào)的傳播途徑；
3）增強(qiáng)受干擾體的抗干擾能力。
在解決開關(guān)電源內(nèi)部的電磁兼容性時(shí)，可以綜合運(yùn)用上述三個(gè)方法，以成本效益比及實(shí)施的難易性為前提。對(duì)開關(guān)電源產(chǎn)生的對(duì)外干擾，如電源線諧波電流、電源線傳導(dǎo)干擾、電磁場(chǎng)輻射干擾等，只能用減小干擾源的方法來(lái)解決。

一方面，可以增強(qiáng)輸入輸出濾波電路的設(shè)計(jì)，改善有源功率因數(shù)校正（APFC）電路的性能減少開關(guān)管及整流續(xù)流二極管的電壓電流變化率，采用各種軟開關(guān)電路拓?fù)浼翱刂品绞降取?br> 另一方面，加強(qiáng)機(jī)殼的屏蔽效果，改善機(jī)殼的縫隙泄漏，并進(jìn)行良好的接地處理。而對(duì)外部的抗干擾能力，如浪涌、雷擊應(yīng)優(yōu)化交流輸入及直流輸出端口的防雷能力。通常，對(duì) 1.2/50μs 開路電壓及 8/20μs短路電流的組合雷擊波形，因能量較小，可采用氧化鋅壓敏電阻與氣體放電管等的組合方法來(lái)解決。

減小開關(guān)電源的內(nèi)部干擾，實(shí)現(xiàn)其自身的電磁兼容性，提高開關(guān)電源的穩(wěn)定性及可靠性，應(yīng)從以下幾個(gè)方面入手：
· 注意數(shù)字電路與模擬電路 PCB 布線的正確區(qū)分、數(shù)字電路與模擬電路電源的正確去耦；
· 注意數(shù)字電路與模擬電路單點(diǎn)接地、大電流電路與小電流特別是電流電壓取樣電路的單點(diǎn)接地以減小共阻干擾、減小地環(huán)的影響；
· 布線時(shí)注意相鄰線間的間距及信號(hào)性質(zhì)，避免產(chǎn)生串?dāng)_；減小地線阻抗；減小高壓大電流線路特別是變壓器原邊與開關(guān)管、電源濾波電容電路所包圍的面積；
· 減小輸出整流電路及續(xù)流二極管電路與直流濾波電路所包圍的面積；減小變壓器的漏電感、濾波電感的分布電容；采用諧振頻率高的濾波電容器等。TEK 推出的功率測(cè)試方案就可以對(duì)電流諧波按 EN61000-3-2 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行預(yù)先一致性測(cè)試。

96． SOA 測(cè)試是通過(guò)什么數(shù)據(jù)得到的，可以通過(guò)示波器的什么測(cè)量方法得到該數(shù)據(jù)？
答：SOA 就是**工作區(qū)域測(cè)量，它是用來(lái)判斷功率器件的可靠性的,當(dāng)出現(xiàn)短路或啟動(dòng)加電等時(shí)，超過(guò)**工作區(qū)域的可能是僅有的幾個(gè)周期，而且這也是不易被察覺的，但器件受到的影響不至于損壞,但對(duì)器件來(lái)說(shuō)也是一種積累，器件的裕量可能不夠了。

97． 用示波器如何測(cè)試抖動(dòng)分量？
答：確定性抖動(dòng)可以用示波器測(cè)量出來(lái)，在示波器上可以讀出上升/下降沿的時(shí)間寬度，根據(jù)信號(hào)周期可以換算成 UIp-p 即是抖動(dòng)的峰值幅度，如下圖。更詳細(xì)的內(nèi)容可以參考示波器廠家如泰克的相關(guān)資料。

98． 如何區(qū)分模擬帶寬和數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬？
答：帶寬是示波器*重要的指標(biāo)之一。模擬示波器的帶寬是一個(gè)固定的值，而數(shù)字示波器的帶寬有模擬帶寬和數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬兩種。數(shù)字示波器對(duì)重復(fù)信號(hào)采用順序采樣或隨機(jī)采樣技術(shù)所能達(dá)到的*高帶寬為示波器的數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬，數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬與*高數(shù)字化頻率和波形重建技術(shù)因子 K 相關(guān)（數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬= *高數(shù)字化速率/K），一般并不作為一項(xiàng)指標(biāo)直接給出。從兩種帶寬的定義可以看出，模擬帶寬只適合重復(fù)周期信號(hào)的測(cè)量，而數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬則同時(shí)適合重復(fù)信號(hào)和單次信號(hào)的測(cè)量。廠家聲稱示波器的帶寬能達(dá)到多少兆，實(shí)際上指的是模擬帶寬，數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬是要低于這個(gè)值的。例如說(shuō) TEK 公司的 TES520B 的帶寬為 500MHz，實(shí)際上是指其模擬帶寬為 500MHz，而*高數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬只能達(dá)到 400MHz 遠(yuǎn)低于模擬帶寬。所以在測(cè)量單次信號(hào)時(shí)，一定要參考數(shù)字示波器的數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬，否則會(huì)給測(cè)量帶來(lái)意想不到的誤差。

99． 示波器是否可作為數(shù)字化儀使用？
答：*快的示波器和數(shù)字化儀通常都采用并行的閃速轉(zhuǎn)換器和 8 位的分辨率。8 位或 256 級(jí)數(shù)字化足夠表達(dá)一個(gè)比較平滑和容易了解的波形顯示。因此，為何不用數(shù)字存儲(chǔ)示波器(DSO)作為數(shù)字化儀，特別對(duì)于高速信號(hào)，兩種儀器都難以獲得 8 位以上的分辨率。事實(shí)上，這樣做的結(jié)果是滿意的，但是也有例外。示波器是非連續(xù)采集儀器而數(shù)字化儀可以不是那樣。示波器捕獲信號(hào)后再捕獲更多信號(hào)之前要有地方放置數(shù)據(jù)，除非采用類似電視幀速率的連續(xù)波形采集把數(shù)據(jù)存人像素映像。這樣的采集和等效顯示率很高，但數(shù)據(jù)格式使進(jìn)一步的外部分析數(shù)據(jù)量非常巨大。除上述特殊處理外，示波器只能以很低速度連續(xù)采集和顯示信號(hào)。

數(shù)字化儀可獲得連續(xù)的 100MS/s 或更高的吞吐率，只受存儲(chǔ)器總線速度的限制。例如一種 PCI 總線的數(shù)字化插卡，數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到 100MB/s，PCI 總線可工作至 66MS/s（132MB/s）。示波器的吞吐率受較慢、低的 I/O 能力的數(shù)據(jù)處理速度的限制。速度較慢的數(shù)字化儀和數(shù)據(jù)記錄器可將數(shù)據(jù)直接寫人硬盤，存檔幾 GB 的數(shù)據(jù)，而示波器一般*高只有 16MB。如果從另一方面看數(shù)據(jù)傳輸率，許多應(yīng)用只需要捕捉偶發(fā)性數(shù)據(jù)，但這些突發(fā)信號(hào)可能很接近。這時(shí)快速地傳輸數(shù)據(jù)記錄就十分重要，這類信號(hào)有高重復(fù)脈沖頻率（PRF）的掃描雷達(dá)、時(shí)間分辨的超聲聲納、飛行時(shí)間的質(zhì)譜儀、以及核子計(jì)數(shù)等應(yīng)用。

100． 什么是組合示波器？
答：組合示波器是一種把模擬示波器和數(shù)字存儲(chǔ)示波器(DSO)兩者的能力和優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起的示波器。當(dāng)組合示波器被設(shè)置成 DSO 時(shí)，用戶可以用它來(lái)進(jìn)行自動(dòng)參數(shù)，測(cè)量，存貯采集的波形進(jìn)而制作硬考貝；同時(shí)，在需要的時(shí)候還能具有模擬示波器的無(wú)限分辨率以及熟悉而可信的波形顯示，并且使用組合示波器時(shí)，不管信號(hào)重復(fù)速率的高低，都可獲得*亮的顯示。