使用RIGOL程控数字示波器对电源纹波进行有效测量

2019-12-03来源: elecfans关键字:RIGOL程控  数字示波器  电源纹波  有效测量

国内电源行业对产品的检测已经普遍采用了自动测量系统,整个系统中会包含多种测量项目,大多数测试可以使用自动测量(使用程控测量测试设备)。但是纹波噪声却是个特例,很多电源企业还是通过人工操作对纹波噪声进行测量,这样很大程度上影响了生产效率。本文介绍的方案是基于RIGOL程控数字示波器,实现对电源纹波进行快捷可靠测量的。


纹波与噪声指的是什么

可以说任何直流电源都含有纹波与噪声,如图1所示:

使用RIGOL程控数字示波器对电源纹波进行有效测量

A. 噪声:通常我们用Vpp来表示噪声,也就是波形的最高点与最低点的差值(启用示波器的自动测量功能中Vpp测量即可得出Vpp的值);

B. 纹波:纹波的产生主要源于开关切换与整流过程,通常我们用RMS(均方根值)来表示纹波,一般用RMS RF伏特计来测量(调整好示波器的时基,开启示波器自动测量功能中的平均值测量也可得到近似的结果)。


图2为开关电源的噪声与纹波的真实的描述。

使用RIGOL程控数字示波器对电源纹波进行有效测量

工程师经常会看到PARD(periodic and random deviation)这个词,实质上它也是表示纹波与噪声。纹波与噪声信号的带宽一般分布在20Hz-20MHz之间,噪声可以通过选择合适的电容来滤除,对于纹波滤波电容的作用并不是很明显。


如何测量噪声与纹波

目前关于纹波与噪声的测量方法有很多,业界尚没有形成一个统一的标准,选择的测试方法不同,测试结果会又很大的偏差。


从测试效果来看下面所介绍的方法得出的测试结果具有较高的可信度。

A.示波器设置:探头输入比例设置为1:1;耦合方式选择'交流';如果示波器输入带宽大于20MHz,开启示波器带宽限制功能。

B.探头选择:如图3所示,探头原接地线用接地弹簧代替;工厂的测试线上可以使用固定的测试座,探头直接插入测试座内。

使用RIGOL程控数字示波器对电源纹波进行有效测量

C.测量:直接接触或尽可能地靠近测试点,如果待测电源需挂负载时,接线要尽量的短,以减小待测系统从外界引入的噪声,同时测试环境的不同对测试结果也有很大的影响。


自动测试系统

以生产电源模块的某企业为例,其主要生产电源稳压模块,一路输入,一路或两路输出。以该公司的某型号产品为例,被测元件是16-32V直流输入,一路20V的DC-DC稳压直流输出。测量得到的波形--即纹波,峰峰值为55mV左右,频率255Hz,如图4。

使用RIGOL程控数字示波器对电源纹波进行有效测量

在生产线上需要对每一个器件进行测试,并且在每一个器件的测量过程中要器件输入端接入多组数据(16-32V之间变化),也会在输出端连接不同阻值的负载,这样就有多种排列组合方式,要对每一种组合方式的纹波进行测量,并且统计纹波最大峰峰值。如果通过人工进行测量,测试过程太复杂,测试时间长,当然也造成了生产效率很低。所以自动测量系统是非常必要的。

使用RIGOL程控数字示波器对电源纹波进行有效测量

图5为自动测量系统框图,与示波器DS5000相关的主要是通过PC软件控制示波器及PC软件与单片机之间的通信。以下内容详细说明了框图每部分所实现的功能。


1.输入源,在一段范围内电压可变的电压源(通过电脑可以控制其输出值)

2.可变电负载,在一段范围内阻值可变的负载(通过电脑可以控制其阻值)

3.DS5000,测量输出电压的纹波,通过电脑控制采集纹波的峰峰值,并上传所采集到的峰峰值给PC。

4.单片机,PC接受到单片机的测量命令,通过PC把DS5000上传得到的峰峰值发送给单片机,单片机与设定值进行比较,得出产品是否合格的结论。并将结论显示出来给工人看,并将结果反馈给PC。

5. PC,完成与各测量设备通信,自动测量系统的核心。

使用RIGOL程控数字示波器对电源纹波进行有效测量

在测试过程中,输入源会有一组变化值,可变电负载会有一组变化值,这样会有多种组合方式,测量每种组合方式下的器件输出电压纹波的峰峰值就是DS5000要做的,通过PC软件统计每一个测量器件的纹波最大值,反馈给单片机。程序如图6所示。

关键字:RIGOL程控  数字示波器  电源纹波  有效测量 编辑:什么鱼 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/ic481779.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:基于C语言开发环境实现虚拟示波器测试系统的设计
下一篇:利用单片机和FPGA器件实现等效和实时采样方式的数字示波器

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

数字示波器介绍_数字示波器操作规程
数字示波器是数据采集,A/D转换,软件编程等一系列的技术制造出来的高性能示波器。数字示波器一般支持多级菜单,能提供给用户多种选择,多种分析功能。数字示波器是设计、制造和维修电子设备不可或缺的工具。随着科技及市场需求的快速发展,工程师们需要最好的工具,迅速准确地解决面临的测量挑战。作为工程师的眼睛,数字示波器在迎接当前棘手的测量挑战中至关重要。数字示波器操作规程一、使用前详细阅读使用说明书。二、开机后调整好亮度、辉度控制钮。三、正确连接探棒、电源线(注意电压程选择)。四、根据检测要求选择好各个转换键量程,量程与接近被测值,精确度越高。五、在检测过程中应充分运用公式f=1/T,由此计算信号的频率及周期。六、在检测过程中注意监听仪器
发表于 2019-12-11
数字示波器介绍_数字示波器操作规程
数字示波器介绍_数字示波器的优缺点
数字示波器则是数据采集,A/D转换,软件编程等一系列的技术制造出来的高性能示波器。数字示波器一般支持多级菜单,能提供给用户多种选择,多种分析功能。还有一些示波器可以提供存储,实现对波形的保存和处理。1.体积小、重量轻,便于携带,液晶显示器2.可以长期贮存波形,并可以对存储的波形进行放大等多种操作和分析3.特别适合测量单次和低频信号,测量低频信号时没有模拟示波器的闪烁现象数字示波器介绍_数字示波器的优缺点4.更多的触发方式,除了模拟示波器不具备的预触发,还有逻辑触发、脉冲宽度触发等5.可以通过GPIB、RS232、USB接口同计算机、打印机、绘图仪连接,可以打印、存档、分析文件6.有强大的波形处理能力,能自动测量频率、上升时间
发表于 2019-12-06
数字示波器介绍_数字示波器的优缺点
利用单片机和FPGA器件实现等效和实时采样方式的数字示波器
引言数字示波器自上个世纪七十年代诞生以来,它已成为测试工程师必备的工具之一。随着近年来电子技术取得突破性的进展,催生了更庞大的数字示波器市场需求。此外,信号传输在现代工程中是很重要的一个技术环节,但在信号传输中,数字信号将对模拟信号产生干扰,目前采用的解决方法是利用单片机来实现模拟信号和数字信号在单线中的混合传输,而这其中的测试和调试就要求示波器必须能够对数字信号和模拟信号同时进行分析和显示。因此,这里介绍一种基于等效和实时采样数字示波器的设计。2 设计方案2.1 采样方案选择实时采样和等效采样相结合的方式,实时采样速率小于1 MS/s,水平分辨率至少为20点/div,故系统50 kHz以下采用实时采样方式,而50 kHz~10
发表于 2019-12-03
利用单片机和FPGA器件实现等效和实时采样方式的数字示波器
混合信号示波器可以提供比传统数字示波器更多的功能
信号。混合信号示波器可以让你在模拟或数字域中同时观察这些信号。两个域中的显示都是时间上同步的,有助于发现问题。通过从模拟、数字或两者结合的触发还有助于诊断。这些采集资源还有一整套测量与分析工具进行补充。不管是哪个域中的数据,这些工具都可以处理。另外,可以方便地使用搜索功能定位串行或并行数字化数据图案。图1:包含模拟(绿色)、数字(红色)和串行数据(蓝色)信号的嵌入式微处理器板例子。混合信号示波器提供了单台仪器就能测量和查错所有这些类型信号的方案。比较模拟和数字数字示波器中的模拟波形是将采集到的信号表示为一系列采样点。这些采样点是以示波器的采样速率获取的,并用示波器中的模数转换器(ADC)位数设定的幅度分辨率进行了数字化。现代高频示波器
发表于 2019-11-22
混合信号示波器可以提供比传统数字示波器更多的功能
一种高精度便捷式全数字示波器的设计
0 引言示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。电子技术的日新月异,使各类电信号越来越复杂,在工程应用中对信号实时采样率和波形捕获率也有较高的要求,数字示波器成了各个岗位的硬件开发和测试人员必不可少的工具。针对当前柔性工业测量系统的需要,本文给出DSP+CPLD的方案,实现了一种高精度、高集成的便捷式数字化存储示波器的设计,系统尽可能地采用数字集成电路,结构简单,测量结果可靠性高,具有友好的人机界面,同时具有高采样率、高分辨率及低误差等特点。1 系统设计方案该数字示波器主要由测量控制和显示输出两部分组成。输入信号在测量电路前端,经由信号变换电路处理成各次级单元能处理的等效信号,主要是由比较电路处理输出正方波和峰-峰值为2.5 V
发表于 2019-11-08
一种高精度便捷式全数字示波器的设计
示波器怎么测电流_示波器测直流电压_示波器测量电源纹波
示波器测电压的方法有哪些?示波器(虚拟示波器)可以观察到各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线,同时还能测量各种不同的电量,比如电压、电流等等。示波器(数字示波器)的显示电路包括示波管及其控制电路两部分,我们上篇讲到其中示波管是一种特殊的电子管,由电子枪、荧光屏和偏转系统3部分组成,是示波器的重要组成部分(示波器的作用是什么_示波器简单原理_示波器触发方式)。利用示波器所作的任何测量都可以看做对电压的测量,本篇讲的是怎么用示波器来测电流、电压和电源纹波。希望可以帮助到大家!对于直流电流或交流电流的测量,一般是用间接法进行的。具体方法是:1、首先将电流量变换为一成正比例的电压量。2、然后用示波器观察,一般测试方法为:在被测电路中串接
发表于 2019-12-06
示波器怎么测电流_示波器测直流电压_示波器测量电源纹波
小广播
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2019 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved