示波器如何处理有噪声的信号

零式未来
2022-07-01
来源:零式未来

    在电源噪声的剖析情况下,相对比较传统的方法是什么应用泰克数字示波器观查电源噪声波型并检测其幅度值,由此分辨电源噪声的由来。可是伴随着泰克数据器件的工作电压逐渐下降、电流量逐渐上升,电源设计方案难度系数扩大,必须应用更为合理的检测方式来评定电源噪声。文中是应用时域方式剖析电源噪声的一个典型案例,在观查频域波型无法定位常见故障时,根据FFT(迅速傅里叶变换)方式开展时频变换,将频域电源噪声波型变换到时域进行分析。电源电路调节时,从时域频域2个视角各自来查询数据信号特点,能够合理地加快调节过程。


    在单面板调节情况下发觉一个网上的电源噪声做到80mv,早已超出器件规定,为了确保器件可以稳定工作务必减少该电源噪声。在调节该常见故障前先总结下电源噪声抑止的基本原理。如图所示,电源分派网络中不一样的频段由不同的部件来抑止噪声,去耦元器件包括电源调节控制模块(VRM)、去耦电容、PCB电源地平面对、器件封装形式和处理芯片。


    VRM包括电源处理芯片及外面的导出电容器,大概作用于DC到低频段(100K上下),其等效电路实体模型是一个电阻器和一个电感器构成的二元器件实体模型。去耦电容最好是应用好几个量级阻值的电阻相互配合应用,充足遮盖中频段(数10K到100M上下)。因为走线电感器和封装形式电感器的存有,及时很多堆积去耦电容也很难在更高频率起到作用。PCB电源地平面对形成了一个平板电容,也具备去耦功效,大概功效在数十兆。


示波器如何处理有噪声的信号


    集成电路芯片和处理芯片承担高频段(100M之上),现阶段的高档器件一般会在封装形式上提升去耦电容,这时PCB里的去耦范畴能够减少到数十兆乃至几兆。在电流量负荷不会改变的前提下,大家只需分辨出工作电压噪声发生在哪一个频段,因此对于这一频段所相应的去耦元器件开展提升就可以。在2个去耦元器件的邻近频段时2个去耦元器件会协调功效,因此在剖析去耦元器件零界点时邻近频段的去耦元器件也需要与此同时列入考虑到。


    依据传统式电源调节工作经验,最先在该网络上出现了一些去耦电容,提升电源互联网的特性阻抗容量,确保在中国频段的电源互联网特性阻抗都可以达到该应用领域的市场需求。结论谐波失真仅减少几mV,改进几乎为零。造成这种结论几个很有可能:1、噪声处于低频率,并不是这种去耦电容起作用的范围之内;2、提升电容器影响了电源控制器VRM的环城路特点,电容器产生的特性阻抗减少与VRM的恶变相抵了。带上这一疑惑,大家考虑到应用数字示波器的频域分析作用来查询电源噪声的频域特点,精准定位根本原因。


    泰克数字示波器的频域分析作用是通过傅里叶变换完成的,傅里叶变换的实际上是一切频域的编码序列都能够表明为不一样工作频率的正弦波信号的无尽累加。大家剖析这种正弦函数波的频率、峰峰值和位置信息内容,便是将频域数据信号转换到时域的统计分析方法。模拟示波器取样到的编码序列是离散变量编码序列,所以我们在剖析中最常用的是迅速傅里叶变换(FFT)。FFT算法是对离散变量傅里叶变换(DFT)算法优化而成,运算量减少了好多个量级,而且必须计算的等级越大,运算量节省越大。


    泰克数字示波器捕捉的噪声波型开展FFT转换,几个关键环节应注意。


    1、依据耐奎斯特取样基本定律,转换后的频带宽化(Span)相匹配与原有数据信号的采样频率的1/2,假如初始数据信号的采样频率为1GS/s,则FFT以后的频带宽化较多是500MHz;


    2、转换后的工作频率屏幕分辨率(RBWResolutionBandwidth)相匹配于采样时间的最后,假如采样时间为10mS,则相应的工作频率屏幕分辨率为100Hz;


    3、频带泄露,即信号频谱中各谱线中间互相影响,动能较低的谱线非常容易被邻近的高效率能量谱线的泄露所吞没。防止频带泄露能够尽可能收集速度与信号频率同歩,增加收集数据信号时长及应用适度的窗函数。


    电源噪声测量时不要求较强的采样频率,因此可以设置较长的时基,也代表着收集的数据信号时间可以充足长,能够觉得遮盖到全部合理数据信号的周期时间,这时不用加上窗函数。调节之上设定能够获得较为确切的FFT转换曲线图了,再根据zoom作用查询感兴趣的频段。


    这儿对VRM的特性进行分析,VRM分析的方法诸多,这里关键选用模拟仿真其意见反馈环城路波特图的方式。波特图关键观查好多个关键信息:1、穿越重生工作频率,增益值曲线图穿越重生0dB线的工作频率点;2、相位裕度,相位差曲线图在穿越重生工作频率场所相匹配的位置值;3、增益值裕量,相位差在-360°时所相匹配的增益值。这儿大家关键关心穿越重生工作频率和相位裕度这两个指标值。


    以上例子是应用泰克数字示波器FFT作用快速定位电源难题的全过程,从这些实例能够看见泰克数字示波器的频域分析作用在电源电路调节时能够充分发挥非常大功效。


小零总结:有关于示波器如何处理有噪声的信号相关内容,小零就先为大家介绍到这里了,希望可以帮助到大家。如果想要了解更多内容,请关注美国泰克示波器代理商,吉时利华南平台深圳零式未来科技,以后会不断更新敬请期待。

阅读16
分享
下一篇:这是最后一篇
上一篇:这是第一篇
写下你的评论吧
在线客服系统