示波器耦合方式、直流偏置范围
AC耦合方式:可以滤除被测信号的直流分量,示波器仅观察被测信号的交流分量;可以配合更小的示波器垂直档位,观察电源纹波和噪声等交流分量的细节。
DC耦合方式和直流偏置范围:被测信号含有的直流分量和交流分量都可以在示波器上观察;可以同时观察0V电平与直流输出电平,但若需观察电源纹波和噪声的局部放大细节,则需要示波器有足够的电压偏置范围。
直流电源纹波和噪声的测量
随着科技的日新月异,电子产品的种类日渐增多,性能也逐步提高,并已渗透到人类生产生活的各方各面。电子产品的内部电路高度集成化,运算速度也越来越快。而工程师在设计下一代电子产品时,对于超低功耗(Ultra-Low Power)以及更快系统时钟和超高数据速率的追求,延续了电源直流电压越来越低、输出电压精度要求越来越高的趋势。
这种趋势让电源设计面临严峻挑战,绝大多数电子产品设计团队现在都需要考虑直流电源的信号完整性问题。开关电源中滤波电路的缺陷以及开关管通断产生的高频噪声,会引起纹波和噪声的产生。这不仅会降低电源效率,而且有可能引发干扰和故障。在数字电路中,直流电源的噪声也会是系统时钟和数据抖动的重要贡献者。
因此,能够拥有一台可测量直流电源微小变化,并能观察到信号更多细节的高精度仪表,同时又对直流电源纹波和噪声的测量方法了如指掌,将会是对电源设计工程师更高的基本要求。
直流电源的工作原理解析
直流电源有正、负两个电极,正极的电位高,负极的电位低,当两个电极与电路连通后,能够使电路两端之间维持恒定的电位差,从而在外电路中形成由正极到负极的电流。
单靠水位高低之差不能维持稳恒的水流,而借助于水泵持续地把水由低处送往高处就能维持一定的水位差而形成稳恒的水流。与此类似,单靠电荷所产生的静电场不能维持稳恒的电流,而借助于直流电源,就可以利用非静电作用(简称为'非静电力')使正电荷由电位较低的负极处经电源内部返回到电位较高的正极处,以维持两个电极之间的电位差,从而形成稳恒的电流。因此,直流电源是一种能量转换装置,它把其他形式的能量转换为电能供给电路,以维持电流的稳恒流动。