泰克4系列B MSO示波器在電源測量與分析中的應用

當今電源設計人員面臨著實現90%甚至更高功率轉換效率的巨大壓力。這一趨勢主要受到延長便攜式電子設備電池續航時間、物聯網發展以及對低功耗“綠色”產品的需求推動。泰克4系列B MSO示波器，通過其FlexChannel?輸入和新型圖形用戶界面，使設計人員能夠同時測試多個測試點，從而顯著加快測試速度。此外，高級功率測量和分析選項（4/5/6-PWR）簡化了關鍵功率測量的設置過程，提供了多種工具來評估測試結果是否符合電源設計指標和標準。

磁性分析

電感器和變壓器在開關電源和線性電源中扮演著存儲能量的重要角色。表征這些磁性器件對于確保電源的穩定性和整體效率至關重要。4/5/6-PWR中的磁性分析功能能夠自動完成電感、磁性損耗和B-H參數的測量。

電感測量：電感器的阻抗隨頻率增加而增大。4/5/6-PWR應用通過對測量期間的電壓求積分并除以電流變化來計算電感值。測量結果與電壓、電流波形及B-H曲線一同顯示，便于分析。

磁性損耗測量：磁性損耗主要包括磁芯損耗和銅纜損耗。4/5/6-PWR能夠計算單線圈電感器、多線圈電感器甚至變壓器中的磁性損耗。通過差分探頭測量電壓，電流探頭測量電流，軟件自動計算并顯示磁性功率損耗結果。

B-H曲線測量：B-H曲線圖用于檢驗磁性成分的飽和度，衡量磁芯材料單位容量中每個周期損耗的能量。測量時需輸入電感器的圈數、磁長和磁芯橫截面面積，軟件據此計算并繪制B-H曲線圖，顯示磁性通量密度B和磁場強度H的變化關系。

頻率響應分析

控制環路頻率響應：控制環路頻率響應分析（伯德圖）有助于分析電源控制回路的頻率響應特性。使用4/5/6系列MSO中的任意波形/函數發生器（AFG）產生正弦波，注入反饋回路進行測量。Picotest J2101A注入變壓器用于隔離接地信號源與電源，確保測量準確性。軟件支持恒定振幅和振幅自定義掃描，提高測量信噪比（SNR）。

電源抑制比（PSRR）：PSRR表示電源防止輸入交流噪聲出現在直流輸出上的能力。通過施加掃描正弦激勵到電源輸入端，使用直流＋交流網絡求和裝置（如Picotest J2120A線路注入器）進行測量。4/5/6-PWR軟件自動掃描并計算每個頻率的衰減比，繪制PSRR圖。

阻抗測量

分析配電網絡（PDN）的阻抗有助于確定系統內噪聲的影響。阻抗測量通常使用矢量網絡分析儀（VNA）執行，但典型VNA無法在低頻下測量或測量低阻抗值。基于示波器的系統可以測量低至1Hz的頻率，并在掃描過程中同時顯示輸入和輸出信號，便于觀察時域變化。使用Picotest J2113A差動式放大器變壓器隔離接地示波器與DUT，50Ω功率分配器將信號從函數發生器發送到DUT和示波器通道。

輸出分析

紋波測量：紋波是疊加到電源DC輸出上的AC電壓。4/5/6-PWR軟件能夠區分并測量工頻紋波和開關紋波。工頻紋波與工頻頻率相關，開關紋波則與開關頻率相關。使用差分探頭連接系統輸出，配置測量參數（如輸入耦合模式、帶寬限制和采集模式），軟件自動顯示峰峰值和RMS紋波值。

效率測量：高效率是電源產品競爭力的關鍵。4/5/6-PWR軟件支持測量AC-DC、AC-AC、DC-DC、DC-AC等功率轉換產品的效率。對于擁有最多3個輸出的功率產品，軟件可同時測試整個系統的效率。通過測量或仿真輸入和輸出的電壓和電流，軟件自動計算并顯示各種效率和總效率。

導通與關斷時間測量

導通時間：指施加輸入電壓后達到電源輸出電壓所需的時間。使用一個通道測量輸入，剩余通道測量輸出，可在一次采集中測量多個電源軌。

關斷時間：指移除輸入電壓后使電源輸出電壓接近于零所需的時間。交流-直流和直流-直流導通時間測量技術可擴展至驗證多路輸出電源的通電和斷電順序，確保最終產品可靠運作。

報告生成

數據采集、歸檔和文檔管理是設計和開發過程中的必要任務。4/5/6-PWR配有報告生成工具，可輕松編制測量結果文檔。通過示波器的“Save as”功能，生成并顯示指定布局的報告成品，支持.MHT或PDF格式保存。

泰克4系列B MSO示波器結合4/5/6-PWR應用，使工程師能夠快速進行準確、可重復的測量，大大縮短設置時間，無需手動計算，提高了工作效率。通過截圖和報告功能，工程師可以輕松提供完整的文檔，支持設計和驗證過程。