泰克4系列B MSO示波器在电源测量与分析中的应用

当今电源设计人员面临着实现90%甚至更高功率转换效率的巨大压力。这一趋势主要受到延长便携式电子设备电池续航时间、物联网发展以及对低功耗“绿色”产品的需求推动。泰克4系列B MSO示波器，通过其FlexChannel®输入和新型图形用户界面，使设计人员能够同时测试多个测试点，从而显著加快测试速度。此外，高级功率测量和分析选项（4/5/6-PWR）简化了关键功率测量的设置过程，提供了多种工具来评估测试结果是否符合电源设计指标和标准。

磁性分析

电感器和变压器在开关电源和线性电源中扮演着存储能量的重要角色。表征这些磁性器件对于确保电源的稳定性和整体效率至关重要。4/5/6-PWR中的磁性分析功能能够自动完成电感、磁性损耗和B-H参数的测量。

电感测量：电感器的阻抗随频率增加而增大。4/5/6-PWR应用通过对测量期间的电压求积分并除以电流变化来计算电感值。测量结果与电压、电流波形及B-H曲线一同显示，便于分析。

磁性损耗测量：磁性损耗主要包括磁芯损耗和铜缆损耗。4/5/6-PWR能够计算单线圈电感器、多线圈电感器甚至变压器中的磁性损耗。通过差分探头测量电压，电流探头测量电流，软件自动计算并显示磁性功率损耗结果。

B-H曲线测量：B-H曲线图用于检验磁性成分的饱和度，衡量磁芯材料单位容量中每个周期损耗的能量。测量时需输入电感器的圈数、磁长和磁芯横截面面积，软件据此计算并绘制B-H曲线图，显示磁性通量密度B和磁场强度H的变化关系。

频率响应分析

控制环路频率响应：控制环路频率响应分析（伯德图）有助于分析电源控制回路的频率响应特性。使用4/5/6系列MSO中的任意波形/函数发生器（AFG）产生正弦波，注入反馈回路进行测量。Picotest J2101A注入变压器用于隔离接地信号源与电源，确保测量准确性。软件支持恒定振幅和振幅自定义扫描，提高测量信噪比（SNR）。

电源抑制比（PSRR）：PSRR表示电源防止输入交流噪声出现在直流输出上的能力。通过施加扫描正弦激励到电源输入端，使用直流＋交流网络求和装置（如Picotest J2120A线路注入器）进行测量。4/5/6-PWR软件自动扫描并计算每个频率的衰减比，绘制PSRR图。

阻抗测量

分析配电网络（PDN）的阻抗有助于确定系统内噪声的影响。阻抗测量通常使用矢量网络分析仪（VNA）执行，但典型VNA无法在低频下测量或测量低阻抗值。基于示波器的系统可以测量低至1Hz的频率，并在扫描过程中同时显示输入和输出信号，便于观察时域变化。使用Picotest J2113A差动式放大器变压器隔离接地示波器与DUT，50Ω功率分配器将信号从函数发生器发送到DUT和示波器通道。

输出分析

纹波测量：纹波是叠加到电源DC输出上的AC电压。4/5/6-PWR软件能够区分并测量工频纹波和开关纹波。工频纹波与工频频率相关，开关纹波则与开关频率相关。使用差分探头连接系统输出，配置测量参数（如输入耦合模式、带宽限制和采集模式），软件自动显示峰峰值和RMS纹波值。

效率测量：高效率是电源产品竞争力的关键。4/5/6-PWR软件支持测量AC-DC、AC-AC、DC-DC、DC-AC等功率转换产品的效率。对于拥有最多3个输出的功率产品，软件可同时测试整个系统的效率。通过测量或仿真输入和输出的电压和电流，软件自动计算并显示各种效率和总效率。

导通与关断时间测量

导通时间：指施加输入电压后达到电源输出电压所需的时间。使用一个通道测量输入，剩余通道测量输出，可在一次采集中测量多个电源轨。

关断时间：指移除输入电压后使电源输出电压接近于零所需的时间。交流-直流和直流-直流导通时间测量技术可扩展至验证多路输出电源的通电和断电顺序，确保最终产品可靠运作。

报告生成

数据采集、归档和文档管理是设计和开发过程中的必要任务。4/5/6-PWR配有报告生成工具，可轻松编制测量结果文档。通过示波器的“Save as”功能，生成并显示指定布局的报告成品，支持.MHT或PDF格式保存。

泰克4系列B MSO示波器结合4/5/6-PWR应用，使工程师能够快速进行准确、可重复的测量，大大缩短设置时间，无需手动计算，提高了工作效率。通过截图和报告功能，工程师可以轻松提供完整的文档，支持设计和验证过程。