【測試案例分享】鎖定低頻噪聲,發現交流耦合與直流抑製在測量中的奧秘
發布時間:2024-08-05 來源:作者:泰克科技 Blair Battye 責任編輯:lina
【導讀】涉及直流電源軌的噪聲和/或(huo)紋(wen)波(bo)時(shi),一(yi)種(zhong)非(fei)常(chang)普(pu)遍(bian)的(de)做(zuo)法(fa)是(shi),使(shi)用(yong)交(jiao)流(liu)耦(ou)合(he)示(shi)波(bo)器(qi)輸(shu)入(ru)或(huo)使(shi)用(yong)具(ju)有(you)直(zhi)流(liu)抑(yi)製(zhi)功(gong)能(neng)的(de)探(tan)頭(tou)。當(dang)直(zhi)流(liu)偏(pian)移(yi)不(bu)足(zu)時(shi),用(yong)戶(hu)通(tong)常(chang)會(hui)選(xuan)擇(ze)使(shi)用(yong)交(jiao)流(liu)耦(ou)合(he)或(huo)直(zhi)流(liu)抑(yi)製(zhi)設(she)置(zhi)。我(wo)們(men)發(fa)現(xian),由(you)於(yu)關(guan)注(zhu)清(qing)潔(jie)電(dian)源(yuan),用(yong)戶(hu)比(bi)以(yi)往(wang)任(ren)何(he)時(shi)候(hou)都(dou)更(geng)有(you)興(xing)趣(qu)了(le)解(jie)其(qi)電(dian)源(yuan)的(de)電(dian)壓(ya)和(he)噪(zao)聲(sheng)特(te)性(xing)。
交流耦合和直流抑製模式的應用
涉及直流電源軌的噪聲和/或(huo)紋(wen)波(bo)時(shi),一(yi)種(zhong)非(fei)常(chang)普(pu)遍(bian)的(de)做(zuo)法(fa)是(shi),使(shi)用(yong)交(jiao)流(liu)耦(ou)合(he)示(shi)波(bo)器(qi)輸(shu)入(ru)或(huo)使(shi)用(yong)具(ju)有(you)直(zhi)流(liu)抑(yi)製(zhi)功(gong)能(neng)的(de)探(tan)頭(tou)。當(dang)直(zhi)流(liu)偏(pian)移(yi)不(bu)足(zu)時(shi),用(yong)戶(hu)通(tong)常(chang)會(hui)選(xuan)擇(ze)使(shi)用(yong)交(jiao)流(liu)耦(ou)合(he)或(huo)直(zhi)流(liu)抑(yi)製(zhi)設(she)置(zhi)。我(wo)們(men)發(fa)現(xian),由(you)於(yu)關(guan)注(zhu)清(qing)潔(jie)電(dian)源(yuan),用(yong)戶(hu)比(bi)以(yi)往(wang)任(ren)何(he)時(shi)候(hou)都(dou)更(geng)有(you)興(xing)趣(qu)了(le)解(jie)其(qi)電(dian)源(yuan)的(de)電(dian)壓(ya)和(he)噪(zao)聲(sheng)特(te)性(xing)。
交流耦合和直流抑製探頭對比
了解交流耦合和直流抑製模式
benwentantaolejiaoliuouhehezhiliuyizhimoshiyixiekenengchurenyiliaohuoweizhidetexing,yijizhexiemoshizuizhongruhedaozhicuowudejielun。dangwomenkaolvzheliangzhongmoshidegongnengshi,keyixiangxiangjiangyigedianrongqichuanliandaoshiboqideshuruduan,congerlejiezhejiangruheyingxiangdipinxiangying。gengchangjiandeshi,dangwomenkaolvtantouheshiboqishi,womenhuiguanzhugaopinxiangyinghegunjiangtexing,erhulvedipinxingwei。
請注意,本文所載數字表示實驗結果,並不反映實際保證的規格要求。上圖比較了幾種設置的低頻響應並說明了不同之處。
在上圖中,為了實用起見,我選擇將 1 Hz 作為低頻極限,把 100 kHz 作為高頻極限,因為在 100 kHz 以上時,所有探頭的行為都相似。下表提供了更多詳細信息,並顯示了使用不同探測/設置時測量的 3dB 帶寬。
MSO68B 示波器的功率測量和分析選項 (PWR) 包含 FRA(頻率響應分析)工具。使用該工具收集數據,並與 AFG31000 係列任意波形/函數發生器配合使用,執行頻率掃描。將數據從示波器應用程序導出到 CSV 文件,然後再導入 Excel 進行繪圖和分析。除6 B 係列 MSO 外,4 B 係列 MSO和5 B 係列 MSO示波器也包含 PWR 套件。
根據發布的規格說明書,MSO68B 示波器在交流耦合模式下的滾降頻率小於10 Hz,因此測量值 7 Hz 符合規格要求。與使用 TPP1000 相同,低頻 3dB 點應小於 1Hz。我沒有找到 TPR1000 或 TDP1000 探頭符合低頻響應規格要求的說明。
最近,我遇到一個應用案例,其中客戶期待電源軌噪聲小於 5Hz。解決方案中存在許多相互衝突的選擇。TPP1000 探頭在交流耦合模式下可以處理低頻信號,但是 10 倍衰減對於測量的噪聲水平有不利影響。1 倍模式下的 P6247 一直是處理電源軌噪聲的不錯選擇,但由於它具有滾降特性且采用傳統設計,因此產生的噪聲較大,客戶無法接受。
直流耦合模式下的 TPR1000 電源軌探頭可以很好地滿足客戶小於 5 Hz 的噪聲要求,但選擇直流抑製模式(如表 1 所示)可能會產生誤導性結果。TPR1000 的一個強大功能是具有較大的 ( +/- 60 V) 偏移範圍,因此能夠將大範圍的直流歸零,而無需使用直流抑製。還要記住的是,TPR 探頭對信號交流部分的負載方式與其他探頭不同。
總結
在許多測量中,特別是在功率和噪聲測量應用中,了解測量係統的低頻響應非常重要。
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