如何利用好示波器的自动测量及电压探头衰减对电源纹波测量的影响

一、用好示波器的自动测量功能

示波器的时间轴和电压轴都是经过标定的，数值具有明确的物理和计量意义，因此通常需要在测试报告中记载相应的数值。具体到纹波测量，通常最关心纹波的大小，可用纹波的峰峰值，有效值等指标表示。在模拟示波器上，可以通过数格子的方法来读出数值。在早期的数字示波器上出现了光标，用于手动测量2个点之间的相对值。这些测量功能作为示波器的基本功能也保留至今。

进一步地，现代示波器一般都具有强大的自动测量功能，只需要简单按键或者点击，就可以将常见数值指标显示在屏幕上，并且实时刷新。如图1所示，对于这个不规则的周期纹波信号，示波器测得峰峰值有116.7mV，有效值有26.24mV。如果需要周期、频率等指标，也可以用类似的方法快速得到。

二、电压探头衰减的影响

无源探头的衰减要设置为1X。原因是1X是无衰减档位，带宽较小，而且去掉了衰减器带来的噪声，会减弱额外噪声的影响。如图2所示，普通无源探头的衰减档位是通过拨动开关来选择的，测试时一定要先确认档位设置正确。图3和图4是同一个探头设置在10X和1X测量同一个信号的波形（已分别在示波器中设置了正确的衰减，屏幕显示的是真实电压值，无需换算）。可以看到图3的波形相比图4明显叠加了更多的高频噪声，信号细节不够清晰。使用示波器的自动测量功能，也会发现读数不同。

三、接地线的影响

探头要拔掉地线，使用探头的接地弹簧来就近接地。具体的操作方法如图5所示，探头上只有探针和接地弹簧2个组件，没有额外的接地延长线。探针和接地弹簧的触点之间只有数毫米的距离，可以直接接入到板子上的无源器件两端。对于纹波测量，在电源模块输出的滤波电容两端测量是一个不错的选择，如图6所示。

图7是一种错误的示范。使用探头的接地夹，图方便就夹在了板子边缘的地线上，直流通路看上去没有问题。但是接地夹通常有数厘米甚至更长，板子上的走线通常也是厘米量级，测量环路就会比使用接地弹簧的方案长很多。因此会引入更多不必要的噪声，如图8所示，目测波形上就有反复出现的尖峰，显然是和真实情况相违背的。

如果仔细观察，还可以看到图7中，接地夹构成的环路中，甚至还有一根白色电缆穿过，这些都是不严谨的测量方式，需要及时改正。

充分利用好示波器的自动测量功能，可让工程师们事半功倍。以上内容为普科科技PRBTEK结合一些工程测量实际为大家分享，如果您在选型/使用过程有什么问题，咨询普科科技官网：www.prbtek.com。

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