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如何用示波器测量Keysight电源列表步进时间漂移?

2026-03-04 10:22:57  点击:

  要使用示波器测量Keysight电源的列表步进时间漂移,需结合电源的序列控制功能与示波器的时间测量功能,以下是具体步骤及关键注意事项:

  一、测量原理

  列表步进时间漂移指电源在序列模式下,从一个输出点切换到下一个输出点时的时间延迟或波动。需通过示波器捕捉切换瞬间的电压变化,并测量其时间间隔。

  二、测量步骤

  配置电源序列模式

  使用SCPI指令设置电源的序列输出参数,例如:

  plaintextSOURce:LIST:VOLTage <电压值1>, <电压值2>, ...  ; 设置序列输出电压点SOURce:LIST:DWELl <驻留时间1>, <驻留时间2>, ...  ; 设置每个电压点的驻留时间

  SOURce:LIST:FUNCtion ON  ; 启用序列模式

  确保序列模式已激活(通过SOURce:LIST:FUNCtion?查询状态)。

  连接示波器

  使用低噪声探头(如Keysight N7020A电源轨探头)连接电源输出端,确保接地路径尽可能短(使用接地弹簧或接地针)。

  若测量高压信号,需使用高压差分探头(如Keysight N2790A)。

  配置示波器

  带宽限制:启用20MHz带宽限制(菜单路径:通道设置 → 带宽限制),滤除高频噪声。

  耦合方式:设为AC耦合(菜单路径:通道设置 → 耦合 → AC),消除直流偏置。

  垂直刻度:调整至每格几毫伏(如2mV/div),使纹波波形清晰可见。

  时基设置:根据序列切换速度调整时基(如10μs/div至1ms/div),确保捕捉完整切换过程。

  触发设置:

  使用边沿触发,触发电平设为电源平均电压的50%。

  若序列切换周期性明显,可启用平均模式(采集模式 → 平均,次数≥64)抑制随机噪声。

  捕捉序列切换波形

  启动电源序列输出,观察示波器波形。

  若波形不稳定,调整触发电平或使用光标手动定位切换点。

  测量时间漂移

  方法1:自动测量

  按Meas键,选择“上升时间”或“周期”功能,示波器自动计算切换时间。

  方法2:光标测量

  使用光标功能(Cursor → 垂直)手动测量切换前后的电压变化时间差:

  将光标1置于切换前稳定电压的10%位置。

  将光标2置于切换后稳定电压的90%位置。

  读取时间差即为步进时间漂移。

  记录与分析

  记录多次测量的时间差,计算平均值和标准差,评估漂移稳定性。

  若漂移超出规格,检查电源序列配置或示波器接地路径。

  三、关键注意事项

  探头选择

  避免使用普通探头,其长接地线会引入噪声。优先选择低噪声差分探头或电源轨探头。

  若无专用探头,使用普通探头时需移除接地夹,改用弹簧接地针缩短接地路径。

  噪声抑制

  在屏蔽环境下测量,远离开关电源、电机等噪声源。

  禁用示波器数字滤波(如FIR滤波),防止算法扭曲真实波形。

  电源配置

  确保序列输出电压步进值足够大(如从0V跳变至5V),以便示波器清晰捕捉切换点。

  若序列切换速度过快(如微秒级),需使用高带宽示波器(如Keysight S系列,带宽≥2GHz)。

  SCPI指令辅助

  通过SCPI指令同步电源与示波器触发(如使用电源输出触发示波器),提高测量重复性。

  示例指令:

  plaintextTRIGger:SOURce EXT  ; 设置示波器触发源为外部TRIGger:SLOPe POSitive  ; 设置触发斜率为正

  四、示例配置(Keysight S系列示波器)

  探头:N7023A(连接CH1.衰减比1:1)。

  通道设置:

  耦合:AC。

  带宽限制:20MHz。

  垂直刻度:2mV/div。

  时基:10μs/div(对应100kHz开关频率)。

  触发:边沿触发@3.3V(50% DC值)。

  测量:Vpp(自动读数)或光标手动测量。