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

2019-12-06来源: elecfans关键字:示波器  电流  直流电压  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:

在被测电路中串接一只精度高、阻值小的无感电阻,然后用示波器测量电压的方法,测出该电阻两端的电压有效值,再计算出实测的电流值,其计算式为

I=U/R

式中 I-实测的电流值,A;

U-串接电阻两端的电压有效值,V;

R-串接的无感电阻的电阻值,Ω。

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

示波器怎么测电流_示波器测直流电压_示波器测量电源纹波


读出此时荧光屏上的水平亮线与零电压线之间的垂直距离y,将y乘以示波器的垂直灵敏度Sy即可得到被测电压ux的大小,即ux=Sy&TImes;y。

含交流成分的直流电压的测量

1、由于磁电式表头的偏转系统对电流有平均作用,不能反映纯交流量,所以,含交流成分的直流电压的一种常用测量方法就是用模拟式电压表直流档测量。

2、如果叠加在直流电压上的交流成分具有周期性和幅度对称性,可直接用模拟式电压表测量其直流电压的大小。

3、由交流信号转换而得到的直流,如整流滤波后得到的直流平均值,以及非简谐波的平均直流分量都可用模拟式电压表测量。

4、不能用数字式万用表测量含有交流成分的直流电压,因为数字式直流电压表要求被测直流电压稳定,才能显示数字,否则数字将跳变不停。


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。


开关电源输出纹波主要来源于五个方面:输入低频纹波;高频纹波;寄生参数引起的共模纹波噪声;功率器件开关过程中产生的超高频谐振噪声;闭环调节控制引起的纹波噪声。

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&TImes;10档,则此时,这里的探头的选项也必须设置为&TImes;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…,一般用交流耦合。


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:

可根据实际需要设定。如,要求测量纹波的P-P值,则最好选择峰值测量法。采样次数也可根据实际需要设定,这与采样频率及采样长度有关。


5、测量:

通过选择对应通道的峰值测量,示波器就可以帮你把所需要的数据及时显示出来。同时也可以选择对应通道的频率、最大值、均方根值等。

通过对示波器进行合理设置和规范的操作,一定可以得到所需的纹波信号。但是,在测量过程中一定要注意防止其它信号对于示波器探头自身的干扰,以免所测量的信号不够真实。


通过电流信号测量法测量纹波值是指,测量叠加在直流电流信号上的交流纹波电流信号。对于纹波指标要求比较高的恒流源,即要求纹波比较小的恒流源,采用电流信号直接测量法可以得到更加真实纹波信号。与电压测量法不同的是,这里还用到了电流探头。比如,继续用上述的示波器,再加一个电流放大器和一个电流探头。此时,只需用电流探头夹住输出到负载的电流信号,就可以进行电流测量法来测量输出电流的纹波信号了。与电压测量法一样,整个测试过程中,示波器及电流放大器的设置是能否采样到真实信号的关键。


其实,用这种方法测量时,示波器的基本设置及用法与上述相同。不同的是,通道设置中探头的设置有所不同。在这里,需要选则电流探头的方式。然后,选择探头的比例,必须与放大器所设置的这个比例相同,这样从示波器所读取数才是真实的数据。比如,所用放大器的这个比例设置为5A/V,则此时示波器的这一项也需设置为5A/V。至于电流放大器的耦合方式,当示波器的通道耦合已经选择为交流耦合时,则这里选择交流或直流都可以。

需要注意的是,用这种方法时,需先打开示波器,然后再打开电流放大器。且记得在使用前对电流探头先消磁。


另外,测量电源纹波本身有一定技巧性。不当使用示波器测量电源纹波首先是使用了接地线很长的示波器探针;其二是让由探针和接地线形成的回路靠近功率变压器和开关元件;最后是允许在示波器探针和输出电容之间形成额外的电感。其结果带来的问题是在测得的纹波波形中携带了拾取的高频成分。


在电源中有许多很容易耦合到探针中的高速的、大电压和电流信号波形,其中包括来自功率变压器的磁场耦合、来自开关节点的电场耦合、以及由变压器交绕(interwinding)电容产生的共模电流。


采用正确的测量技术可切实改善纹波测量的结果。首先,通常会规定纹波的带宽上限,以避免拾取超出纹波带宽上限的高频噪声,应该给用于测量的示波器设定合适的带宽上限。其次,可以通过摘掉探针的“帽子”来去掉接地长引线形成的天线。我们把一段短线绕在探针接地引线周围,并使之与电源地相连接。这样做附带的好处是缩短暴露在电源附近高强度电磁辐射中的探针长度,从而进一步减少高频拾取。


最后,在隔离电源中,真正的共模电流是由在探针接地引线中流动的电流产生的,这就使得在电源地和示波器地之间产生电压降,表现为纹波。要抑制这个纹波,需要在电源设计中仔细考虑共模滤波问题。


此外,把把示波器引线绕在铁芯上可减小这个电流,因为这样会形成一个不影响差分电压测量、但可降低由共模电流产生的测量误差的共模电感。可以看到,高频尖刺已几乎消除。


事实上,当电源集成到系统中之后,电源纹波性能甚至会更好。在电源和系统其它部分之间几乎总会存在一定量的电感。电感可能是由导线或在印刷线路板上的蚀刻线形成的,而在芯片附近总会有作为电源负载的附加旁路电容,这两者形成低通滤波效应并进一步降低电

[1] [2]
关键字:示波器  电流  直流电压  电源纹波 编辑:什么鱼 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/ic482207.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:示波器波形分析之示波器波形粗细属性详解
下一篇:技术文章—使用FlexChannel应对多总线系统调试

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

混合信号示波器可以向用户提供比传统数字示波器更多功能
许多基于微控制器的系统都有模拟和数字信号。即使看起来是完全数字的系统也不完全是数字的,因为存在振铃和串扰等模拟效应。因此,对系统中的信号通常需要同时持有模拟和数字的视角。这正是混合信号示波器(MSO)可以帮助到你的地方。混合信号示波器同时具有示波器的功能和逻辑分析仪的部分功能。最常见的混合信号示波器配置有4个模拟通道和16个数字通道,它们最适合用于嵌入式微处理器板的查错。图1所示的处理器板框图包含诸如电源、时钟、模数转换器(ADC)输入和数模转换器(DAC)输出等模拟信号,也有并行和串行的数字信号。并行数字信号包括CPU和GPIO接口的数字和地址线。以太网、SATA、PCIe、SPI、I2C和UART等接口则是高速和低速串行数据
发表于 2020-01-09
混合信号示波器可以向用户提供比传统数字示波器更多功能
如何通过Arduino制作数字示波器
在线制作数字示波器的经常见到的人,DSO必须具有数模转换单元,根据d/a转换电路可分为两种模式:1.特殊ADC芯片+单片机,2.在转换器内部使用单片机ADC计数。对于第一个模型,我尝试了两个,该电路稍微复杂一点,组件更难以完成,对于初学者来说很难。第二种结构相对简单,易于制造,但是具有很大的缺点,即带宽较窄, 示波器的带宽仅为7.7KHz。国内用户和STC单芯片AVR生产,但实际带宽小于10KHz。您也可以选择使用Fusion PCB制作PCB板,而无需自己焊接。步骤1:代码最近用Arduino示波器看到了一个网友,它可能比上面的第二种方法更容易使用,但结果并不理想,带宽很窄。因此,我想尝试一下,没有解决此问题的好方法
发表于 2020-01-09
如何通过Arduino制作数字示波器
教您利用数字存储示波器对特殊信号进行测量的方法
数字示波器适用于测量快速脉冲信号,同时配有高增益放大器,所以灵敏度高,可观测微弱信号。在航空、航天、电子工业产品调试、测试中,数字示波器的应用也越来越普遍。现在数字示波器不再仅限于测量波形的脉冲参数,通过FFT的时/频变换可测试频谱,通过时钟可获得信号抖动图。   数字示波器适用于测量快速脉冲信号,同时配有高增益放大器,所以灵敏度高,可观测微弱信号。在航空、航天、电子工业产品调试、测试中,数字示波器的应用也越来越普遍。现在数字示波器不再仅限于测量波形的脉冲参数,通过FFT的时/频变换可测试频谱,通过时钟可获得信号抖动图。因此它是测试人员首选的多用途测量仪器。1 捕获单脉冲随机信号有些信号在系统启动时间才会
发表于 2020-01-09
教您利用数字存储示波器对特殊信号进行测量的方法
教你如何使用示波器的探头(校准、夹子和接线)
  最简单的探头是连接被测电路与电子示波器输入端的一根导线,复杂的探头由阻容元件和有源器件组成。简单的探头没有采取屏蔽措施很容易受到外界电磁场的干扰,而且本身等效电容较大,造成被测电路的负载增加,使被测信号失真。  1. 探头一般是以两条一个包装,因为现在的示波器都是双通道以上的,为了区分两个通道同时测量时探头,在每根探头上都做好了区分标色,比如色环。  2. 拿到探头,先要校准,什么样的探头需要标准呢?除无衰减的探头(1:1)外,都需要校准。校准是探头首次与一台示波器使用时必需要校准,换不同的台示波器测量时,都要校准。  3. 校准后的探头可进入测量,测量时,请注意,在不知道被测电路电压情况下,尽可能的选择探头衰减档位,这样预防
发表于 2020-01-09
教你如何使用示波器的探头(校准、夹子和接线)
示波器探头的对波形上升沿有哪些影响?
当你换怀疑你测试的信号是否是真实的信号波形的时候,应该从4个方面分析示波器对波形的劣化。1.示波器探头的对波形上升沿的影响示波器测试的测试波形并不是实际波形,可能跟实际波形相差很大,而探头在里面起到主要因素。因为它上面有很多寄生参数。针对是串联级联的情况。而我们接触的是探头的带宽这个参数。对于矩形波带宽与上升沿有个转换关系。从公式上可以看出,用一个3倍是待测信号频率带宽的探头,探头的上升沿时间就已经等于被测信号的上升沿时间了。假设100mhz的信号,测试一个33m的矩形波。上升沿时间为30ns,但是经过100m带宽探头示波器测试变成42ns。此时还没有加上示波器本身的带宽。有些探头的厂商标的是RMS带宽,计算公式如下。2 探头
发表于 2020-01-09
示波器探头的对波形上升沿有哪些影响?
关于示波器的用途介绍
示波器作为一种通用的测试测量工具,通常主要用来定性的测试某个电路的信号特征。但有时我们也需要在一个较长的时间段内分析信号的偶发特性或电路的稳定性,这时使用RIGOL数字示波器的波形录制及回放、分析功能就可以方便地帮你进行长时间的信号分析。它最多达20万帧的硬件波形录制及多种波形分析的功能给您使用示波器带来了更加丰富的测试应用体验。本文将对RIGOL数字示波器的波形录制功能的应用进行详细介绍,让大家更好地理解这一功能,以便达到更好地测试效果。1、波形录制设置波形录制可以对输入通道(CH1-CH2或CH1-CH4)中的波形进行录制。图1为波形录制界面。在此界面可设置录制时相邻两帧波形的时间间隔及想要录制的波形终止帧数。波形录制时可根据
发表于 2020-01-09
关于示波器的用途介绍
小广播
更多每日新闻
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