使用泰克示波器进行供电测量与分析

电源供应器在许多不同的电子设备中都可以找到，从儿童玩具到计算机和办公室设备，再到工业设备。它们被用来将电能从一种形式转换为另一种形式，以正确地操作设备。常见的例子是交流电-直流电转换器，它将交流电压转换为受控的直流电压，或者直流电-直流电转换器，将电池电源转换为所需的电压级别。

电源供应器有传统线性电源供应器到针对复杂、动态运作环境所设计的高效率开关模式电源供应器 (SMPS)。装置的負载可在一剎那间有极大的改变，即使是普通的开关模式电源供应器，也必须能够承受远超过平均运作水平的突然尖峰負载。为电源供应器或使用电源供应器的系统进行设计的工程师，需要了解电源供应器在从静止到最恶劣情况等各种条件下的行为。

示波器的采集模式控制着电信号的采样、处理和显示方式。 resulting waveform points 是数字值，被存储在内存中并显示以构成波形。大多数示波器都支持不同的采集模式，而选择的采集模式可能会影响功率测量的准确性。了解采集模式如何工作以及它们对波形和随后的功率测量会产生什么影响是很重要的。

每台示波器都提供采样模式，这是最简单的采集模式。如图2所示，在每个波形间隔内（图中波形间隔为1、2、3、4），示波器通过保存一个采样点来生成一个波形点。建议使用采样模式对多次采集的非重复信号，例如纹波和噪声进行分析。

大多数示波器厂商提供另外一种收购模式，即平均值模式(Average Mode)。在平均值模式下，示波器像采样模式一样，在每个波形周期内保存一个采样点，但与采样模式不同的是，它把连续几次收购相对应的波形点求平均值，从而得到最终显示的波形，如图3所示。平均值模式可以减少噪声，而又不损失带宽，但要求信号是重复的。平均值模式在进行谐波分析或进行测量真功率、无功功率和视在功率等电能质量分析时非常有用。

泰克还提供了高分辨率模式。在该模式下，一个波形周期内采集的多个连续样本被平均在一起，产生一个单次采集得到的波形点，如图4所示。 结果是带宽减小，因而噪声减小，低速信号的垂直分辨率提高。 高分辨率模式在对供电进行加电操作并采集数据时非常有用，因为这时只需要进行单次采集。 高分辨率模式可提高基于数学计算值（如瞬时功率）的测量的准确性，例如开关损耗。

消除电压和电流探头之间的偏移

为了用电压测量数字示波器测量功率，必须测量待测设备两端的电压和通过设备的电流。这项任务需要两支单独的探头：一支电压探头（通常是高压差分探头）和一支电流探头。每支电压探头和电流探头都有其自身的信号传输延迟，而且这些波形的边沿很可能会没有对齐。电流探头和电压探头之间延迟差，即偏移，将导致幅值和时间测量不准确。理解探头传输延迟对最大峰功率和面积测量的影响很重要，因为功率是电压和电流的乘积。如果电压和电流信号没有完美对齐，测量结果就会不正确。

Tektronix MDO4000、MSO/DPO4000B 和 MSO/DPO3000 系列示波器提供“校准”功能，可消除探头之间的倾斜。选择“校准”菜单时，将显示一个信息框，其中描述每个通道的探头型号、名义传播延迟、建议校准和实际校准。图 5 中的电压和电流波形大约有 8 ns 的倾斜，每个探头的传播延迟在信息框中显示。TDP1000（Tektronix 差分电压探头）的名义传播延迟为 6.5 ns，而 TCP0030（Tektronix 电流探头）的名义传播延迟为 14.5 ns。