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示波器的電源噪聲如何去分析呢?看小編為你支招

發(fā)布時間:2015-05-18 責任編輯:sherry

【導(dǎo)讀】一提到電源噪聲,相信就會引起很多電子工程師的共鳴。我們平時所說的電源噪聲到底是什么呢?它等同于電源紋波嗎?本文小編將為你一一解答。
 
事實上,電源噪聲不同于電源紋波,它是出現(xiàn)在輸出端子間的紋波以外的一種高頻成分。而紋波是出現(xiàn)輸出端子間的一種與輸入頻率、開關(guān)頻率同步的成分,是疊加在穩(wěn)定直流信號上的交流干擾信號。
 
在電源噪聲的分析過程中,比較經(jīng)典的方法是使用示波器觀察電源噪聲波形并測量其幅值,據(jù)此判斷電源噪聲的來源。但是隨著數(shù)字器件的電壓逐步降低、電流逐步升高,電源設(shè)計難度增大,在觀察時域波形無法定位故障時,可以通過 FFT(快速傅立葉變換)方法進行時頻轉(zhuǎn)換,將時域電源噪聲波形轉(zhuǎn)換到頻域進行分析。電路調(diào)試時,從時域和頻域兩個角度分別來查看信號特征,可以有效地加速調(diào)試進程。
 
示波器的頻域分析功能是通過傅立葉變換實現(xiàn)的,傅立葉變換的實質(zhì)是任何時域的序列都可以表示為不同頻率的正弦波信號的無限疊加。我們分析這些正弦波的頻率、幅值和相位信息,就是將時域信號切換到頻域的分析方法。數(shù)字示波器采樣到的序列是離散序列,所以我們在分析中最常用的是快速傅立葉變換(FFT)。 FFT算法是對離散傅立葉變換(DFT)算法優(yōu)化而來,運算量減少了幾個數(shù)量級,并且需要運算的點數(shù)越多,運算量節(jié)約越大。
示波器
示波器捕獲的噪聲波形進行FFT變換,有幾個關(guān)鍵點需要注意:
 
1、根據(jù)耐奎斯特抽樣定律,變換之后的頻譜展寬(Span)對應(yīng)與原始信號的采樣率的1/2,如果原始信號的采樣率為1GS/s,則FFT之后的頻譜展寬最多是500MHz;
 
2、變換之后的頻率分辨率(RBW Resolution Bandwidth)對應(yīng)于采樣時間的倒數(shù),如果采樣時間為10mS,則對應(yīng)的頻率分辨率為100Hz;
 
3、頻譜泄漏,即信號頻譜中各譜線之間相互干擾,能量較低的譜線容易被臨近的高能量譜線的泄漏所淹沒。避免頻譜泄漏可以盡量采集速率與信號頻率同步,延長采集信號時間及使用適當?shù)拇昂瘮?shù)。
 
電源噪聲測量時要求采集的信號時間可以足夠長,可以認為覆蓋到了整個有效信號的時間跨度。ZDS2000系列示波器最高標配250Mpts存儲深度,在捕獲長時間的波形同時能夠保持高采樣率,同時,市面上多數(shù)2000系列示波器最大只支持8K樣本點的FFT分析,在1G采樣率的情況下,頻率分辨率僅有125KHz,多數(shù)情況都無法準確判斷信號頻譜分布。ZDS2000系列示波器拒絕單純的功能堆砌,內(nèi)部采用了專業(yè)的處理芯片,突破技術(shù)壁壘,將FFT分析點數(shù)升級至4M樣本點,同樣在1G采樣率的情況下頻率分辨率能精確到250Hz,可以準確分析出電路中的干擾噪聲來源,大大提高了示波器FFT的實用價值。
 
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