咨询热线:021-51095123
网站公告:
新闻资讯
服务热线

24小时全国服务热线

021-51095123

如果您有任何疑问或是问题,请随时与我们联系

查看联系方式>>
行业动态 当前位置:主页 > 新闻资讯 > 行业动态 >

示波器频域分析在直流电源调试的应用

文章来源:稳压电源公司,时间:2017-09-04 15:01    点击量:

    直流电源噪声是电磁干扰的一种,其传导噪声的频谱大致为10kHz~30MHz,最高可达150MHz.直流电源噪声,特别是瞬态噪声干扰,其上升速度快、持续时间短、直流电源电压振幅度高、随机性强,对微机和数字直流电源电路设计易产生严重干扰.

示波器频域分析在直流电源调试的应用
    示波器频域分析在直流电源调试的应用本文谈到这么多年来最受关注的直流电源噪声测量问题,有最实用的经验总结,有实测案例佐证,有仿真分析相结合.

    在直流电源噪声的分析过程中,比较经典的方法是使用示波器观察直流电源噪声波形并测量其幅值,据此判断直流电源噪声的来源.但是随着数字器件的直流电源电压逐步降低、直流电源电流逐步升高,直流电源设计难度增大.

    需要使用更加有效的测试手段来评估直流电源噪声.本文是使用频域方法分析直流电源噪声的一个案例,在观察时域波形无法定位故障时,通过FFT(快速傅立叶变换)方法进行时频转换,将时域直流电源噪声波形转换到频域进行分析.

    直流电源电路设计调试时,从时域和频域两个角度分别来查看信号特征,可以有效地加速调试进程.

    在单板调试过程中发现一个网络的直流电源噪声达到80mv,已经超过器件要求,为了保证器件能够稳定工作必须降低该直流电源噪声.

    示波器频域分析在直流电源调试的应用在调试该故障前先回顾下直流电源噪声抑制的原理.如下图所示,直流电源分配网络中不同的频段由不同的元件来抑制噪声,去耦元件包含直流电源调整模块(VRM)、去耦电容、PCB直流电源地平面对、器件封装和芯片.

    VRM包含直流电源芯片及外围的输出电容,大约作用于DC到低频段(100K左右),其等效模型是一个电阻和一个电感组成的二元件模型.去耦电容最好使用多个数量级容值的电容配合使用,充分覆盖中频段(数10K到100M左右).

    由于布线电感和封装电感的存在,即时大量堆砌去耦电容也难以在更高频起到作用.PCB直流电源地平面对形成了一个平板电容,也具有去耦作用,大约作用在数十兆.芯片封装和芯片负责高频段(100M以上),目前的高端器件一般会在封装上增加去耦电容,此时PCB上的去耦范围可以降低到数十兆甚至几兆.因此,在直流电源电流负载不变的情况下,我们只要判断出直流电源电压噪声出现在哪个频段,那么针对这个频段所对应的去耦元件进行优化即可.

    在两个去耦元件的相邻频段时两个去耦元件会配合作用,所以在分析去耦元件临界点时相邻频段的去耦元件也要同时纳入考虑.

    示波器频域分析在直流电源调试的应用根据传统直流电源调试经验,首先在该网络上增加了一些去耦电容,增加直流电源网络的阻抗余量,保证在中频段的直流电源网络阻抗都能满足该应用场景的需求.结果纹波仅降低几mV,改善微乎其微.产生这个结果有几个可能:1、噪声处在低频,并不在这些去耦电容起作用的范围内;2、增加电容影响了直流电源调节器VRM的环路特征,电容带来的阻抗降低与VRM的恶化抵消了.带着这个疑问,我们考虑使用示波器的频域分析功能来查看直流电源噪声的频谱特性,定位问题根源.

    示波器的频域分析功能是通过傅立叶变换实现的,傅立叶变换的实质是任何时域的序列都可以表示为不同频率的正弦波信号的无限叠加.我们分析这些正弦波的频率、幅值和相位信息,就是将时域信号切换到频域的分析方法.数字示波器采样到的序列是离散序列,所以我们在分析中最常用的是快速傅立叶变换(FFT).FFT算法是对离散傅立叶变换(DFT)算法优化而来,运算量减少了几个数量级,并且需要运算的点数越多,运算量节约越大.

  推荐阅读:
“绿证”开启可再生能源发展新征程
关于5G的消息,本期知乎周刊上都有
下载:史上最全电缆线电缆型号分类
“电池问题”不是问题,“混合式超级电容器”

【返回列表页】

网站首页 关于我们 产品中心 新闻资讯 客户案例 技术资料 解决方案 联系我们
电话:021-51095123  邮箱:xupower@qq.com 网站地图: XML地图
公司主营: 直流电源,逆变电源,隔离变压器,变频电源,稳压电源
2002-2017 蓄新电气 www.xupower.cn 版权所有 技术支持:蓄新科技 ICP备案编号: 沪ICP备17006370-1号
上海蓄新电气科技有限公司,研发、设计、生产及销售直流电源,逆变电源,变频电源,稳压电源为主营业务的高新技术企业,致力于为客户提供安全稳定、绿色环保、节能的智能电源产品.