每次看規(guī)格書里的啟機和關(guān)機波形都覺得很完美,但是自己抓的時候總是對不上?電壓爬升太快?下電波形總是錯過。其實,只要掌握幾個關(guān)鍵技巧,你也可以抓出規(guī)格書的同款高質(zhì)量波形。
本文將從測試前的準(zhǔn)備工作開始,一步步教你如何使用示波器精準(zhǔn)地捕捉實驗板的啟機和關(guān)機波形。


在應(yīng)用場景中,上下電的波形是衡量系統(tǒng)是否能夠可靠安全啟動與安全關(guān)斷的重要依據(jù)。因此準(zhǔn)確獲取啟機和關(guān)機過程中的波形數(shù)據(jù),對于電源分析和系統(tǒng)調(diào)試具有重要意義。為了對上述過程進行有效捕捉,需要借助相應(yīng)測試設(shè)備對上下電過程的瞬態(tài)信號進行采集和觀測。
本次實驗將使用的實驗設(shè)備包括示波器(MDO3014)、探頭(Tektronix TPP0250)以及直流電源。
一、啟機波形抓?。⊿tart -Up)
測試開始前,需要預(yù)先完成示波器的觸發(fā)設(shè)置,包括觸發(fā)源、觸發(fā)模式和觸發(fā)電平等的合理配置,以確保示波器能夠在上電瞬間穩(wěn)定觸發(fā)。
1) 根據(jù)芯片或者demo板規(guī)格書上的啟動時間調(diào)整測試時示波器的時基(Time/Div),本次實驗選用了MPS EV2326D-00A,根據(jù)EV2326D-00A測試板的規(guī)格特性,此實驗中我們預(yù)先調(diào)整示波器的時基至2ms/格,以便清晰觀測到芯片的完整啟動過程。
2)觸發(fā)類型設(shè)置為邊沿觸發(fā)。在示波器觸發(fā)菜單中按下Menu鍵,進入觸發(fā)設(shè)置界面,將觸發(fā)類型選擇為邊沿觸發(fā)。使用邊沿觸發(fā)可以使示波器在檢測到輸入電壓上升瞬間時立即啟動采樣,從而穩(wěn)定地捕捉到上電的全過程。
3)觸發(fā)源選擇輸入電壓Vin所對應(yīng)的通道。對于通過輸入端加電啟動的芯片,以輸入電壓為觸發(fā)源。
4) 將觸發(fā)斜率設(shè)置為上升沿。本次實驗關(guān)注的是芯片的上電啟動過程,因此觸發(fā)斜率設(shè)置為上升沿。
5)觸發(fā)電平設(shè)置在0V至輸入電壓VIN區(qū)間,如果要觀察起機波形尖刺的話,可以把觸發(fā)電平抬高一點。需要注意的是,觸發(fā)電平不宜設(shè)置過低,否則可能因為噪聲或者微小擾動提前觸發(fā)。所以,在實際測試中應(yīng)結(jié)合輸入電壓幅值、噪聲水平以及觀察目標(biāo)進行適當(dāng)調(diào)整。
6) 按下單次觸發(fā)single鍵,等待示波器界面的右上角出現(xiàn)觸發(fā)提示,說明當(dāng)前觸發(fā)設(shè)置已經(jīng)全部完成, 這樣在開啟電源之后,示波器將在檢測到滿足條件的Vin上升沿后自動采集并保存波形。

在完成示波器的準(zhǔn)備設(shè)置之后,將示波器探頭正確連接到實驗板的測試點,比如SW、VIN、Vo這些關(guān)鍵信號。需要特別注意的是,在正式開始測試前,一定要先做好探頭補償校準(zhǔn),探頭的接地夾也必須可靠連接到實驗板的“地”(gnd),以避免因連接不當(dāng)引入噪聲或測量結(jié)果誤差。
對于空載啟動的測試,在完成線路連接之后,即可開啟電源開關(guān),給測試板上電。示波器捕獲成功后會自動顯示波形,可以通過示波器的縮放旋鈕放大波形,進一步觀察。以MPS EV2326D-00A為例,在12V輸入情況下,空載上電的啟機波形如下所示。
CH1:VO;CH2:SW; CH3 :VIN

Test condition: Vin=12V→Vo=1.2V@0A
需要說明的是,若進行測試帶載啟動波形,應(yīng)在開啟DC源之前,先使用電子負載設(shè)置好所需的負載電流。這樣可以確保系統(tǒng)在上電瞬間已經(jīng)處于目標(biāo)負載條件下,從而真實反映出帶載啟動的過程。
二、關(guān)機波形抓?。≒ower-off)
抓取關(guān)機波形時,示波器的整體設(shè)置與啟機波形的測試方法基本一致,但有兩點需要特別注意:
第一,空載條件下的下電過程通過相對較慢,因此需要將示波器的時基適當(dāng)調(diào)大。本次實驗案例中,時基設(shè)置為10ms/格。
第二,將觸發(fā)斜率設(shè)置為下降沿。

其余操作步驟皆可以參考起機波形的抓取。以MPS EV2326D-00A為例,在12V輸入情況下,空載下電的關(guān)機波形如下所示:
CH1:VO;CH2:SW; CH3 :VIN

Test condition: Vin=12V→Vo=1.2V@0A
三、實操常見問題
在進行啟機和關(guān)機波形的測試中,還有一些容易被忽視的細節(jié):
1) 隔離電源方案測試必須使用隔離測量手段
在測試隔離型電源(比如正激、反激等)輸出端波形時,應(yīng)優(yōu)先使用隔離探頭進行測量。因為示波器地線通常與大地相連,若直接使用普通探頭測量隔離側(cè),可能會出現(xiàn)短路風(fēng)險或者損壞設(shè)備。因此,規(guī)范的測量方式不僅影響波形的準(zhǔn)確性,也直接關(guān)系到測試安全。
2) 軟啟動時間的理解與設(shè)置
許多芯片都提供啟動(Soft_start)時間可配置功能。對于通過外部SS pin配置軟啟動時間的芯片,具體時間可根據(jù)規(guī)格書中給出的公式計算。需要注意的是,規(guī)格書中的軟啟動時間往往是基于內(nèi)部參考或SS定義的時間,并不一定等同于實際測得的Vo上升時間。在實際測試中,輸出電壓的上升過程還會受到輸出電容、負載、電流限制以及環(huán)路響應(yīng)等因素的影響,因此測試結(jié)果往往會比理論值更長。這一點在實際調(diào)試過程中非常常見。
3) 下電波形抓取時的示波器模式選擇
由于Single模式下的時間軸上限為20ms,對于一些空載下電比較緩慢的測試板,single模式下沒辦法捕捉完整的下電波形(即Vo逐漸減小至0V的完整過程),這個時候可以將觸發(fā)模式設(shè)置為normal。`

以上就是示波器抓取上電和下電波形的全過程了,掌握的關(guān)鍵在于動手實踐,希望這份指南能幫助你邁出自信操作的第一步,快去實踐吧!如果大家對某個步驟有疑問,歡迎在評論區(qū)交流討論!
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原文標(biāo)題:【走進實驗室】輕松復(fù)刻規(guī)格書波形,示波器抓取start_up/shutdown波形的實用技巧(文末有禮)
文章出處:【微信號:MPS芯源系統(tǒng),微信公眾號:MPS芯源系統(tǒng)】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
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