自动量程功能：快速评估电源质量的新方案

自动量程功能：快速评估电源质量的新方案

在电子工程领域，评估电源质量是一个常见的需求。其中，纹波是衡量电源质量的重要参数之一。本文将介绍如何使用示波器的自动量程功能快速评估电源质量，特别是纹波的测量。

评估直流电源质量的参数有很多，其中纹波当属最重要的参数。一般测纹波的方法有示波器和万用表（频响100KHZ以上的真有效值表），两种方法各有优缺点：

• 示波器：能看纹波波形、直观、频响高、对交流成分测量比较准确，但是操作比较麻烦。测直流电压时通道要用直流耦合，测量精度也相对较低，测量纹波时通道耦合要用交流。

• 万用表：操作相对方便，测量直流电压精度较高，但是测量数据不够全面。对万用表要求较高（频响100KHZ以上真有效值）。用双显示万用表测量时，建议交流和直流分两次测量（尽管稍微有点麻烦），尽量不要用双显模式。几乎所有的手持万用表包括绝大多数台式万用表，在交、直流双显模式速度都很慢，而且所有手持万用表交流和直流都使用相同的量程，例如用187双显测100V直流的纹波，直流肯定在500V量程，那不管纹波是多少，交流同时也在500V量程，所以造成交流的分辨率太低，测不了较小的纹波。

鉴于上述情况，有没有更好的解决方案呢？

通过实践，示波器同时开两个通道以及高速的自动量程功能再加上低通滤波基本可以达到期望的效果。

以麦科信TO1074为例（其他品牌示波器也可参照，大致方法类似）：

1. 1/2通道用一个三通连接共用一个示波器探头
2. 探头和示波器都设1x档
3. 1通道选交流耦合，2通道选直流耦合
4. 触发源设1通道
5. 自动测量参数：

• 1通道选频率、有效值、峰峰值
• 2通道选频率、有效值、峰峰值、平均值、最大值

6. 开启自动量程
7. 打开两个通道的低通滤波，两个低通频率都设为4M

设置结束，就可以对100V以内的各种电压进行快速的质量评估。上面这些所有设置可以作为一个常用设置存储在“示波器设置”里面，方便以后调出使用。

此法的唯一不足应该就是直流电压的测量精度没有万用表高。做这个测试，麦科信相对其他示波器的一点优势是有高速的自动量程和低通滤波功能，作连续测试时不用做任何调整，速度很快，基本2秒内出波形和数据（如果是单通道测试速度更快，差不多1秒左右）。

这里说一下为什么要用探头的1x档不用10x档，因为10x档受示波器并联内阻的影响会造成测量数据偏差较大，而1x档受影响可以忽略。如果被测电压超过100V必须用10x档的时候，就还用单通道测吧。

误差分析：探头在1x档时自身内阻一般是一百多欧到几百欧，这里取250欧即0.25KΩ，示波器的输入内阻一般是1MΩ，两个通道并联后是500KΩ，所以由探头内阻造成的测量误差是0.25÷（500+0.25）≈0.0005=0.05%，也就是说由于示波器通道内阻并联而造成的测量误差大概为-0.05%，此误差无论从哪方面说都是可以忽略的。

a 连接方式

b 直流3.3V测试（探头倍率应该设1x档）

c 直流5.2V测试（探头倍率应该设1x档）

d 直流12V测试（探头倍率应该设1x档）

e 直流1.28V测试

f 直流1.28V万用表DCV档测试

g 直流1.28V万用表ACV档测试