【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
本(ben)文(wen)探(tan)討(tao)了(le)交(jiao)流(liu)耦(ou)合(he)和(he)直(zhi)流(liu)抑(yi)製(zhi)模(mo)式(shi)一(yi)些(xie)可(ke)能(neng)出(chu)人(ren)意(yi)料(liao)或(huo)未(wei)知(zhi)的(de)特(te)性(xing),以(yi)及(ji)這(zhe)些(xie)模(mo)式(shi)最(zui)終(zhong)如(ru)何(he)導(dao)致(zhi)錯(cuo)誤(wu)的(de)結(jie)論(lun)。當(dang)我(wo)們(men)考(kao)慮(lv)這(zhe)兩(liang)種(zhong)模(mo)式(shi)的(de)功(gong)能(neng)時(shi),可(ke)以(yi)想(xiang)象(xiang)將(jiang)一(yi)個(ge)電(dian)容(rong)器(qi)串(chuan)聯(lian)到(dao)示(shi)波(bo)器(qi)的(de)輸(shu)入(ru)端(duan),從(cong)而(er)了(le)解(jie)這(zhe)將(jiang)如(ru)何(he)影(ying)響(xiang)低(di)頻(pin)響(xiang)應(ying)。更(geng)常(chang)見(jian)的(de)是(shi),當(dang)我(wo)們(men)考(kao)慮(lv)探(tan)頭(tou)和(he)示(shi)波(bo)器(qi)時(shi),我(wo)們(men)會(hui)關(guan)注(zhu)高(gao)頻(pin)響(xiang)應(ying)和(he)滾(gun)降(jiang)特(te)性(xing),而(er)忽(hu)略(lve)低(di)頻(pin)行(xing)為(wei)。
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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