In der täglichen Arbeit von FAE erhalten wir häufig Rückmeldungen von Anwendern, dass das System zwar bereits normal läuft, die Ergebnisse beim Testen der quantifizierten Wellenformdaten jedoch nicht zufriedenstellend sind. Warum gibt es eine solche Diskrepanz? Das Problem kann in der Verwendung von Prüfmethoden und -geräten liegen!
Bevor wir eine umfassende Untersuchung durchführen, ob es sich um ein Systemproduktproblem handelt (mit großem Arbeitsaufwand, zeitaufwändig und arbeitsintensiv), müssen wir zunächst die Testumgebung, -methoden und -methoden überprüfen, um festzustellen, ob sie „richtig getestet“ wurden. ? Besonders wichtig ist die Auswahl der richtigen Testmethode!
Ⅰ.So wählen Sie ein geeignetes Oszilloskop anhand seiner Schlüsselindikatoren aus
Als häufig verwendetes hochpräzises Prüfgerät kann das Oszilloskop unsichtbare elektrische Signale in sichtbare umwandeln
Bilder, die es den Menschen erleichtern, den Veränderungsprozess verschiedener elektrischer Phänomene zu studieren. Die korrekte Verwendung eines Oszilloskops ist von entscheidender Bedeutung, da Tester häufig unnötige Probleme aufgrund falscher Parametereinstellungen haben, die dazu führen, dass die „gemessenen Daten“ erheblich vom tatsächlichen Betriebszustand des Systems abweichen.
Die drei Schlüsselindikatoren eines Oszilloskops sind Bandbreite, Abtastrate und Speichertiefe.
1. Bandbreite: bezieht sich auf den Frequenzbereich, bei dem die Reaktion dazu führt, dass die Ausgangsamplitude auf 70,7 % (-3 dB) abnimmt.
Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Hochfrequenz-Leistungsschalter- und Gleichrichtertechnologie und der kontinuierlichen Verbesserung der Betriebsfrequenz von Stromversorgungen verfügen die aktuellen Leistungsschalter auf dem Markt, wie z. B. GaN-MOSFETs, SiC-MOSFETs und SiC-Schottky-Gleichrichterröhren, über ein Ein-/Ausschalten. Ausschaltzeit von weniger als 5 ns (bei einer Ausschaltfrequenz über 200 MHz). Um solche sich schnell ändernden Signale zu beobachten, ist im technischen Messprozess ein Messsystem mit ausreichender Bandbreite erforderlich, die nicht nur der Bandbreite des Oszilloskops entspricht, sondern auch der Bandbreite der Sonde.
Die Bandbreite häufig verwendeter Differenztastköpfe und Oszilloskope beträgt 100 MHz, was den Anforderungen täglicher Tests gerecht wird.
Je höher die Bandbreite, desto größer ist der Bereich der Oberwellen höherer Ordnung des Messsignals, der erfasst werden kann, und desto geringer ist die Verzerrung des Messsignals. Allerdings ist die Bandbreite der Sonde nicht unbedingt besser. Je höher die Bandbreite, desto mehr Frequenzen werden eingeführt und desto mehr Rauschsignale treten ein. Am Beispiel des Oszilloskops zum Testen von Welligkeitsrauschen muss die 20-MHz-Bandbreitenbegrenzung für die Messung aktiviert werden, wodurch die Bandbreite begrenzt wird. Wenn das zu testende Niederfrequenzsignal zu viele Rauschstörungen aufweist, kann die Bandbreitenbegrenzung auch bei Differenztastköpfen (5 MHz) oder Oszilloskopen aktiviert werden.
2. Abtastrate: Bezieht sich auf die Anzahl der Datenpunkte, die pro Sekunde erfasst werden können. Im Allgemeinen bezieht sich die Abtastratenanzeige eines Oszilloskops auf die höchste Abtastrate, die im Betrieb erreicht werden kann. Speichertiefe = Abtastrate × Abtastzeit. Wenn ein Oszilloskop eine Wellenform auf dem Bildschirm anzeigt, bezieht es sich auf die Anzahl
Wellenformdaten. Die auf dem Oszilloskopbildschirm angezeigte Wellenform besteht aus vielen Abtastpunkten, und die Anzahl aller Abtastpunkte ist die Speichertiefe.
Welchen Einfluss hat die Speichertiefe auf die Messung? Wir fügen dem Oszilloskop eine Rechteckwelle mit einer Frequenz von 1 kHz und einer Amplitude von 2 V hinzu und verwenden ein Oszilloskop mit 28 M Speichertiefe, um ein 14 S-Signal abzufangen. Zu diesem Zeitpunkt beträgt die Abtastrate 2 Msa/S und die Verstärkung das 2000-fache, es handelt sich jedoch immer noch um eine Rechteckwelle.
Wenn ein Oszilloskop mit 28K-Speichertiefe zum Abfangen eines 14S-Signals verwendet wird, die Abtastrate 2Ksa/S beträgt und die Verstärkung das 2000-fache beträgt, ist die resultierende Wellenform verzerrt.
Aus diesem Beispiel lässt sich schließen, dass bei gleicher Abtastzeit die Speichertiefe des Oszilloskops umso größer ist, je größer die Abtastrate ist und mehr Details in der gespeicherten Wellenform sichtbar sind. Stellen Sie beim Testen sicher, dass Ihre Abtastrate ausreichend ist, um Wellenformverzerrungen durch lange Abtastzeiten zu vermeiden. Die maximale Erfassungsrate eines allgemeinen Oszilloskops kann im Rollmodus 4 MSA/s erreichen und im Triggermodus sogar noch höher.
Nehmen wir als Beispiel die Stress-Debugging-Wellenform des Hochleistungsgehäuseprodukts LMF1000-20Bxx:
Beim Entwickeln, Debuggen und Testen von Produkten wird normalerweise ein hochpräzises Vierkanal-Oszilloskop mit 4GSa/s verwendet, das die Hochfrequenzsignale und transienten Arbeitsdaten des Produkts wirklich anzeigt und die Zuverlässigkeit des Designs umfassend bewerten kann Daten.
Ⅱ. Vorsichtsmaßnahmen für die Verwendung von Oszilloskopen
1. Das Oszilloskop muss kalibriert werden, wenn es an eine neue passive Sonde angeschlossen oder zur Verwendung eingesteckt oder ausgesteckt wird, da sonst die Testergebnisse möglicherweise nicht genau sind (Welligkeitstestergebnisse mit einem Fehler von mehr als 10 mV). Während der Messung sollte das Erdungskabel der Sonde so kurz wie möglich gehalten werden. Die Kompensationsschritte für die Sonde sind wie folgt:
Schließen Sie die Sonde an einen vertikalen Kanal an und verbinden Sie dann die Sondenspitze mit dem Rechteckwellen-Referenzsignal des Oszilloskops.
Beobachten Sie das Rechteckwellen-Referenzsignal und passen Sie die Kompensationskapazität an. Die Anpassungsmethode ist in zu sehen
die folgende Abbildung;
2. Das Oszilloskop und der Tastkopf müssen impedanzangepasst sein. Ein allgemeines Oszilloskop verfügt am Eingangsende über einen umschaltbaren Anpassungswiderstand von 1 M Ω (allgemeiner Schaltkreis) und 50 Ω (Hochgeschwindigkeitsschaltkreis), der korrekt auf den Tastkopf abgestimmt ist, um die Auswirkungen des Lasteffekts auf den getesteten Schaltkreis zu reduzieren.
3. Bei der Erdung des Netzkabels des Oszilloskops ist die Verwendung einer normalen Sonde zum direkten Anschluss an Produkte, die über das Stromnetz mit Strom versorgt werden, zu vermeiden. Bitte verwenden Sie zum Testen einen Differenztastkopf oder verwenden Sie einen Trenntransformator, um das Oszilloskop mit Strom zu versorgen, oder verwenden Sie eine erdfreie Messung (ohne das Oszilloskop über ein Erdungskabel anzuschließen), um Störungen durch Erdungsrauschen durch die realen Daten (den Minuspol des Oszilloskops) zu vermeiden Passive Sonde ist mit dem verbunden
Leistungs-PE des Oszilloskops). Für einen spezifischen Vergleich sehen Sie sich bitte die folgende Abbildung an:
4. Verwenden Sie keine passiven Sonden für EMV-Tests. Alle Differenzmessungen sollten verwendet werden, um zu verhindern, dass PE-Überspannungen Überspannungssignale in das Oszilloskop einleiten, wenn das Oszilloskop geerdet ist, was zu einer Beschädigung des Oszilloskops oder einem Leistungsverlust des getesteten Produktausgangs führen würde (ungewöhnlich). Testergebnisse). Die Stromversorgungsleitung des Überspannungsprüfers und das Netzteil des Oszilloskops sollten angeschlossen werden
o Netzstrom.
