成为DSO专家:扩展示波器用途的另外十个技巧

2015-03-24 12:11:09   来源:eefocus   

关键字: 示波器  磁滞图  三相功率测量  带通滤波器  噪声测量

先前的文章介绍了扩展中档数字存储示波器(DSO)基本功能的十个技巧,本文将介绍另外十个技巧,它们可以帮助你节省时间,并使你成为公司的DSO专家。你可以点击下面的链接直接查看某个具体技巧。

解调PWM信号
脉宽调制(PWM)被广泛应用于开关电源和电机控制器。分析控制环路的动态情况要求观察脉冲宽度随时间的变化。如果你的示波器具有电源分析选件包,那么你就能直接使用这个功能。如果你的示波器没有这方面的配置,你可以使用示波器的跟踪(某些示波器中的时间跟踪)功能解调出PWM控制信号。

首先,确保你的示波器包含所有实例测量。也就是说,如果你测量波形的宽度,示波器将测量屏幕上出现的波形的每个周期。示波器还应该包含依据测量到的参数产生波形的跟踪功能。宽度或“width@level”参数的跟踪可以显示每个周期脉宽随时间的变化,并且与源轨迹同步。因此宽度跟踪是解调PWM信号的理想工具。跟踪功能可以从参数或数学设置中访问。

图1显示了作为负载电流阶跃变化(轨迹C2,从上数第3个)响应的PWM控制器输出(轨迹C1,顶部轨迹)的跟踪轨迹F1,即展示width@level 参数与时间关系的(底部轨迹)。缩放轨迹Z1(从上数第2个)是水平方向放大了的随负载变化的控制器输出,展示了脉宽的变化。

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图1:使用width@level参数跟踪功能,在数学轨迹F1(最底部的轨迹)中显示PWM波形每个周期即时宽度与时间的关系,反应了轨迹C2(从上数第3条)所示的负载电流的阶跃变化。

参数可以像图1中那样应用于跟踪功能,其中参数P2到P4分别从跟踪波形中读取最大、最小、平均和最后一个脉冲宽度。
        
创建用于评估磁性器件的磁滞图

用于电感或变压器等电磁元件的磁滞或B/H曲线是一种常见的电源测量项目。磁性材料可以通过绘制作为磁场强度(H)函数的磁通密度(B)进行表征。这个功能有时在示波器的电源分析选件中提供。这种图也很容易在带X-Y显示器的任何示波器上创建。图2显示了如何连接电感和信号发生器产生B/H曲线。


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图2:将电压波形v(t)连接到示波器X-Y显示器的垂直或Y通道。电流波形i(t)连接到水平或X通道。


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H是磁场强度,单位为安培/米
B是磁通密度,单位特斯拉
A是横截面积,单位平方米
n是匝数
l是平均路径长度,单位米
v(t)是电感上的电压,单位伏特
i(t)是流过电感的电流,单位安培
需要注意的是,为了确定磁通密度,必须对电压波形求积分。

如果需要的话,你可以使用重定标数学函数对磁场强度和磁通密度进行调整。这要求掌握待测器件的物理特性知识,如上面公式中规定的那样。

图3显示了这种电压与电流经积分后的B/H曲线在示波器屏幕上显示的结果。从待测器件施加的电压用数学轨迹F1进行积分,并在数学轨迹F2中作了重新定标,最终在X-Y显示器的垂直轴上读取单位为特斯拉的磁通密度。电流波形在数学轨迹F3中得到重新定标,并应用于水平轴。

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图3:根据电感上的电压和流经电感的电流产生并经过适当调整的磁滞图。      

将波形数据重定标为合适的单位

在前一章节中,我们必须将电压波形的积分转换为磁通密度。这要求将波形除以一个常数(匝数与横截面的乘积)。另外,正确的单位应该是特斯拉。这些操作可以使用示波器的重定标数学函数来完成。重定标允许用户将波形乘上一个常数,然后再增加一个常数,而且可以通过配置用用户选择的单位覆盖原有单位(本例中是伏特)。本例中使用的示波器提供48种标准电气单位,包括特斯拉。
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编辑:什么鱼
本文引用地址: http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0324/article_11140.html
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