电源的纹波测试

        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×10档,则此时,这里的探头的选项也必须设置为×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…?(似乎没什么区别) 


        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。

### 电源纹波测试方法 电源纹波测试是一种用于评估电源输出质量的关键技术。以下是具体的测试方法: #### 工具准备 为了确保测量结果的准确性,需准备好以下工具: - **示波器**:选择带宽充足的示波器(建议至少100 MHz带宽)[^2]。 - **探头**:推荐使用高质量的示波器探头,通常10x衰减探头即可满足需求。如果追求更高精度,可考虑专用电源纹波探头或同轴电缆配置[^3]。 #### 参数设置 在实际操作前,需要对示波器进行如下参数设置: - **带宽限制**:将示波器带宽限制设为20 MHz,以有效过滤高频噪声[^2]。 - **耦合方式**:采用AC耦合模式,专注于交流分量的测量,从而排除直流成分的影响[^3]。 - **输入阻抗**:当使用同轴电缆作为探头时,应将输入阻抗设为50Ω[^3]。 - **采样时间**:手动调节至能够清晰展示纹波形状的程度[^4]。 #### 测量步骤 执行测量的具体过程包括以下几个方面: 1. 断开待测电源,在连接任何测量设备之前确保安全。 2. 将示波器探头的地线尽量缩短并与被测电源地端紧密相连,以此降低接地回路引发的噪音干扰[^2]。 3. 使用短地线探头或者BNC适配器直接接触电源输出端和地端,进一步削减潜在干扰因素[^2]。 4. 开启电源后,依据现场状况精细调整示波器垂直灵敏度及时基设定,让纹波图形充分显现于屏幕之上。 5. 记录下所观测到的纹波幅值及其频率特性,并留意波形动态变化趋势。 #### 注意事项 在整个过程中还需特别关注若干细节要点: - 确认所有连线品质优良,防止额外杂讯混入最终读数之中[^2]。 - 对于存在滤波电容器的情况,要意识到它们可能会改变测量成果的表现形式。 - 力求在一个相对安静无扰动环境下完成整个作业流程,避免外部电磁场造成不良影响。 ```python # 示例代码片段:模拟简单数据采集脚本 import numpy as np def acquire_ripple_data(voltage_samples, time_base): ripple_amplitude = max(voltage_samples) - min(voltage_samples) frequency = 1 / (time_base * len(voltage_samples)) return ripple_amplitude, frequency voltage_measurements = np.random.normal(0, 0.1, size=1000) # 假定电压样本集合 time_interval = 0.0001 # 设定时基单位秒 amplitude, freq = acquire_ripple_data(voltage_measurements, time_interval) print(f"Ripple Amplitude: {amplitude}V") print(f"Frequency: {freq}Hz") ```
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值