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示波器是調(diào)試模擬電源的最好工具,對(duì)于數(shù)字控制電源而言也是如此

lPCU_elecfans ? 來(lái)源:未知 ? 作者:李倩 ? 2018-07-03 16:22 ? 次閱讀
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許多人認(rèn)為,示波器是調(diào)試模擬電源的最好工具,對(duì)于數(shù)字控制電源而言也是如此。

通過(guò)代碼進(jìn)行單步執(zhí)行不是一個(gè)可行的辦法,因?yàn)檫@很容易燒掉FET。然而,數(shù)字系統(tǒng)的挑戰(zhàn)在于很多信號(hào)在芯片內(nèi)部消失。

首先是芯片外部硬件中所發(fā)生情況的原理圖:

您可以看到固件外部仍有可使用示波器進(jìn)行監(jiān)控的模擬信號(hào)。另外,您是否注意到方框底部輸出的信號(hào)?這些信號(hào)將進(jìn)入 UCD3138 數(shù)字控制器并由固件處理,請(qǐng)看下圖。

方框中的每個(gè)箭頭都代表一個(gè)通過(guò)下面所述方法送出到器件引腳并由此送到示波器的內(nèi)部信號(hào)。但始于 COMP_D、E 及 F 這 3 個(gè)比較器的信號(hào)除外,它們?nèi)际谴碜兞康摹澳M”信號(hào)。

我們已經(jīng)講了這么多關(guān)于示波器是調(diào)試模擬電源的最好工具的例子,下面我想跟燒友們一起學(xué)習(xí)下如何測(cè)量與使用?我們將以目前十分受到資深工程師使用的MDO4000C系列混合域示波器為例。

MDO4000C系列是功能最為強(qiáng)大的混合域示波器,組合了多達(dá)六種儀器,包括函數(shù)發(fā)生器和內(nèi)置頻譜分析儀等選件。 與其他任何儀器不同,它可以同步 RF、模擬和數(shù)字通道,允許您以前所未有的深度洞察您的設(shè)計(jì)。

其在測(cè)量過(guò)程中主要包括如下幾個(gè)方面內(nèi)容:

近場(chǎng)測(cè)量與遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量

如圖顯示了近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)中波阻抗的特點(diǎn),以及其間的跳變區(qū)域。我們可以看到,在近場(chǎng)區(qū)域中,場(chǎng)可以從以磁場(chǎng)為主變成以電場(chǎng)為主。調(diào)試中使用近場(chǎng)測(cè)量,因?yàn)榭梢源_定能量來(lái)源,可以在不需特定測(cè)試站點(diǎn)的情況下執(zhí)行測(cè)量。

但是,一致性測(cè)試是在遠(yuǎn)場(chǎng)進(jìn)行的,從遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果中預(yù)測(cè)遠(yuǎn)場(chǎng)能量水平可能會(huì)非常復(fù)雜,因?yàn)檫h(yuǎn)場(chǎng)信號(hào)的強(qiáng)度不僅取決于來(lái)源的強(qiáng)度,還取決于放射機(jī)制及可能采用的任何屏蔽或?yàn)V波。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn),我們必須記住,如果我們?cè)谶h(yuǎn)場(chǎng)中觀察到一個(gè)信號(hào),那么我們應(yīng)該在近場(chǎng)中看到相同的信號(hào)。但是,我們可能會(huì)在近場(chǎng)中觀察到一個(gè)信號(hào),但在遠(yuǎn)場(chǎng)中不能看到相同的信號(hào)。

如圖構(gòu)成信號(hào)的電壓和電流變化導(dǎo)致電場(chǎng)和磁場(chǎng)。

近場(chǎng)探測(cè)

盡管一致性測(cè)試程序是為得到絕對(duì)的經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的測(cè)量而設(shè)計(jì)的,但在很大程度上可以使用相對(duì)測(cè)量來(lái)執(zhí)行調(diào)試。

近場(chǎng)探頭本質(zhì)上是為撿拾磁場(chǎng)(H場(chǎng))或電場(chǎng)(E場(chǎng))變化而設(shè)計(jì)的天線(xiàn)。一般來(lái)說(shuō),近場(chǎng)探頭不會(huì)帶有校準(zhǔn)數(shù)據(jù),因此其主要目的是進(jìn)行相對(duì)測(cè)量。

如圖使磁場(chǎng)探頭與電流流向成一線(xiàn),以便磁場(chǎng)線(xiàn)穿過(guò)環(huán)路。

如圖使電場(chǎng)探頭與導(dǎo)體垂直,以觀察電場(chǎng)。

磁場(chǎng)探頭

磁場(chǎng)探頭采用不同的環(huán)路設(shè)計(jì),環(huán)路平面應(yīng)與電流流動(dòng)成一線(xiàn),以便環(huán)路與流量的磁場(chǎng)線(xiàn)相交。環(huán)路的大小決定著靈敏度以及測(cè)量面積,因此在使用這些類(lèi)型的探頭隔離能量來(lái)源時(shí)要特別注意。

近場(chǎng)探頭套件通常包括大量的不同尺寸,因此可以使用小得多的環(huán)路尺寸,以便縮窄測(cè)量面積。磁場(chǎng)探頭特別適合識(shí)別電流相對(duì)較高的來(lái)源,如:

低阻抗節(jié)點(diǎn)和電路

傳輸線(xiàn)

電源

端接線(xiàn)和電纜

電場(chǎng)探頭

電場(chǎng)探頭作為小型單極天線(xiàn)使用,對(duì)電場(chǎng)或電壓變化作出響應(yīng)。在使用這些類(lèi)型的探頭時(shí),非常重要的一點(diǎn)是使探頭一直與測(cè)量平面垂直。

在實(shí)踐中,電場(chǎng)探頭特別適合集中于非常小的區(qū)域,識(shí)別電壓相對(duì)較高的來(lái)源及沒(méi)有端接的來(lái)源,如:

高阻抗節(jié)點(diǎn)和電路

未端接的PCB軌跡

電纜

在低頻率上,系統(tǒng)中的電路節(jié)點(diǎn)阻抗可能會(huì)變化很大,因此要求了解電路或試驗(yàn),以確定提供最高靈敏度的是磁場(chǎng)探頭還是電場(chǎng)探頭。

在較高頻率上,這些差異非常大。在所有情況下,進(jìn)行重復(fù)的相對(duì)測(cè)量都非常重要,以便能夠樹(shù)立信心,知道自己準(zhǔn)確地表示了實(shí)現(xiàn)的任何變動(dòng)導(dǎo)致的近場(chǎng)輻射。

最重要的考慮因素是對(duì)每次試驗(yàn)變化要保證近場(chǎng)探頭的位置和方向保持一致。

混合域示波器

如圖MDO4000C系列示波器提供振蕩器啟動(dòng)的時(shí)間相關(guān)視圖。

MDO4000C系列可以同時(shí)查看同步的模擬信號(hào)特點(diǎn)、數(shù)字定時(shí)、總線(xiàn)事務(wù)和頻率頻譜。

不難看出,MDO4000C系列示波器提供了獨(dú)一無(wú)二的能力,在一臺(tái)儀器中同時(shí)融合了頻譜分析儀、示波器和邏輯分析儀功能,是業(yè)界唯一的一款真正集成的頻譜分析儀硬件。

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原文標(biāo)題:99%的工程師都不了解示波器才是調(diào)試模擬電源最好的工具

文章出處:【微信號(hào):elecfans,微信公眾號(hào):電子發(fā)燒友網(wǎng)】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

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