周娜

摘 要：安捷倫直流電源在科研生產(chǎn)中被廣泛使用，在產(chǎn)品調(diào)試、檢測(cè)過(guò)程中都需要直流電源提供穩(wěn)定的高質(zhì)量的電壓，直流電源質(zhì)量好壞直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，紋波測(cè)量就是一項(xiàng)判斷直流電源質(zhì)量好壞的重要參數(shù)。文中介紹了安捷倫直流電源紋波測(cè)量方法及注意事項(xiàng)，希望對(duì)實(shí)際應(yīng)用提供一些參考。

關(guān)鍵詞：直流電源 紋波 注意事項(xiàng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TN806 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2018）03（a）-0000-00

1 概述

安捷倫直流電源在科研生產(chǎn)中被廣泛使用，在產(chǎn)品調(diào)試、檢測(cè)過(guò)程中都需要直流電源提供穩(wěn)定的高質(zhì)量的電壓，直流電源質(zhì)量好壞直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，紋波測(cè)量就是一項(xiàng)判斷直流電源質(zhì)量好壞的重要參數(shù)。理想電源應(yīng)該有完美的直流輸出，在通道直接沒(méi)有串?dāng)_信號(hào)，也沒(méi)有任何信號(hào)從地線串?dāng)_到輸出端。但實(shí)際上，電源輸出端上存在有限的噪聲，在輸出端與大地之間，由于阻抗不是無(wú)窮大，也存在一些漏電流，這些都是不需要的信號(hào)。

2 安捷倫直流電源工作原理簡(jiǎn)述

圖1是串行調(diào)整電源的簡(jiǎn)化電路圖，它包括了作為電源開(kāi)關(guān)的相位控制預(yù)調(diào)整器，串聯(lián)在一起的可變阻抗元件。該相位控制的預(yù)調(diào)整器通過(guò)保持串聯(lián)元件上穩(wěn)定的低壓降，把功耗減到了最小。一個(gè)反饋控制電路連續(xù)監(jiān)測(cè)電源的輸出，并調(diào)整串行阻抗，以穩(wěn)定一個(gè)連續(xù)的輸出電壓。直流電源中的可變電阻串聯(lián)器件，實(shí)際上是由工作在線性模式下的一個(gè)或多個(gè)功率晶體管構(gòu)成；因此，采用這種類(lèi)型調(diào)整器的電源通常稱(chēng)為線性電源。圖1所示電源是個(gè)雙量程電源，允許電源在低電流時(shí)有較高的電壓，或在低電壓時(shí)有較高的電流。而對(duì)于普通的單量程電源，只有在其電壓和電流輸出都達(dá)到最大時(shí)，其輸出功率才會(huì)達(dá)到最高。雙量程線性電源則能在兩個(gè)量程的最大電壓和電流輸出時(shí)，提供最大的輸出功率。在雙量程電源中，在初級(jí)變壓器的次級(jí)線包中，除了終端接線頭外，在中間還有個(gè)抽頭，預(yù)調(diào)整器前的開(kāi)關(guān)可以在這兩個(gè)輸出接頭直接切換，已決定后端輸出的高電壓、低電流模式，或者低電流、高電壓模式。

3 紋波的測(cè)量

直流電源輸出中所含有的周期性交流成分，稱(chēng)之為紋波，通常以真有效值或各次諧波綜合的峰峰值表示。按圖2連接儀器，將直流電源輸出電壓調(diào)至最大額定值，調(diào)節(jié)負(fù)載，使直流電源的電流增加到額定值。從示波器上讀取紋波電壓的峰峰值，或者用真有效值電壓表讀取紋波電壓的有效值。由于紋波電壓的波形是非正弦波，因此不能采用平均值響應(yīng)的交流數(shù)字電壓表，必須使用真有效值電壓表。普通數(shù)字萬(wàn)用表的交流電壓檔屬于平均值儀表，是按照正弦波有效值與平均值的確定關(guān)系而設(shè)計(jì)的，僅適合測(cè)量不失真的正弦波。

用示波器測(cè)紋波時(shí)應(yīng)注意：示波器探頭接地線應(yīng)盡量短，以免接地線耦合其它干擾和噪聲。長(zhǎng)地線的寄生電感還會(huì)降低測(cè)試帶寬。進(jìn)行直流電源紋波測(cè)試采用衰減比為1：1的探頭，因?yàn)?：1衰減比的探頭對(duì)信號(hào)沒(méi)有衰減，在示波器里也不會(huì)再進(jìn)行放大，不會(huì)放大示波器前端的本底噪聲。選擇恰當(dāng)?shù)氖静ㄆ鲙?，調(diào)節(jié)示波器的垂直刻度盡量將波形展開(kāi)占屏幕垂直6-7格，盡量用足示波器ADC的顯示線性范圍。去掉示波器探頭的接地線和探頭前端的探頭鉤，避免探頭的接地線形成回路而感應(yīng)到干擾信號(hào)。探頭上的地線所形成的回路如同一個(gè)接收天線，會(huì)接收空間的電磁波。

4 直流電源使用注意事項(xiàng)

直流電源的輸出會(huì)隨負(fù)載的改變而改變。當(dāng)負(fù)載加大時(shí)，輸出電流的上升，會(huì)引起輸出電壓的一點(diǎn)小壓降，這是由于輸出端的輸出阻抗造成的。而任何電源與負(fù)載的連接線都會(huì)存在電阻，從而增加了電源輸出到負(fù)載端的總電阻，引起了負(fù)載端電壓進(jìn)一步的下降。應(yīng)盡可能用大線徑的電纜連接線減小這一壓降。并同時(shí)在負(fù)載處使用遠(yuǎn)地感應(yīng)線，用于補(bǔ)償由于電源到負(fù)載端導(dǎo)線的電阻造成的電壓降。

遠(yuǎn)地感應(yīng)就是把電源內(nèi)部反饋放大器的感應(yīng)端直接接到負(fù)載，從而能讓電源在負(fù)載端，而不是在自己的輸出端調(diào)整輸出。電壓通過(guò)必要的偏移補(bǔ)償負(fù)載引線的電阻從而保持恒定的負(fù)載電壓。對(duì)于輸出線和感應(yīng)線，可使用屏蔽雙絞線把輻射拾?。姷暮痛诺氖叭。p到最小。為確保屏蔽不承載電流，應(yīng)只把屏蔽的一端接地，最好是電源上的接地點(diǎn)，如圖3所示。

5 結(jié)語(yǔ)

測(cè)量紋波時(shí)要選取正確的測(cè)量?jī)x器，注意示波器的正確使用，才能測(cè)出準(zhǔn)確的紋波電壓。直流電源遠(yuǎn)地感應(yīng)線的正確使用，可以保持恒定的負(fù)載電壓。為了減小周?chē)h(huán)境引入的噪聲，應(yīng)使用雙絞線與被測(cè)件連接，并讓直流電源遠(yuǎn)離大功率設(shè)備及其它噪聲源。

參考文獻(xiàn)

[1] JJG（航天）6-1999，直流穩(wěn)壓電源檢定規(guī)程，中國(guó)計(jì)量出版社，1999 .

[2] 徐煥蓉.直流穩(wěn)壓電源的紋波測(cè)量問(wèn)題，計(jì)測(cè)技術(shù)，2008（5）.

[3] 同金，馬煜峰.直流電源輸出的紋波和噪聲測(cè)量，電子測(cè)試，2010（2）.

[4] 李樹(shù)民，褚麗歆.直流穩(wěn)定電源紋波的測(cè)量方法與研究，電源技術(shù)應(yīng)用，2011（10）.