01 电压基准及时间基准
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泰克示波器的使用方法-1泰克示波器的使用方法-11.简介泰克示波器是一种用于观测和分析电子信号的仪器。
它能够显示电压随时间变化的波形图,并提供一系列的测量功能。
本文将介绍如何正确使用泰克示波器。
2.示波器的基本组成泰克示波器主要由以下部分组成:●示波器主机:包含显示屏、控制面板和信号输入端口。
●探头:用于将被测信号连接到示波器上。
●电源线:用于连接示波器主机与电源。
3.示波器的基本操作3.1 打开示波器●插入电源线并将其连接到电源插座。
●按下电源按钮打开示波器。
3.2 连接探头●将探头的引线一个端口连接到示波器的信号输入端口。
●将探头的夹子或插头连接到待测电路上。
3.3 设置示波器参数●调整显示屏亮度和对比度,以确保波形图清晰可见。
●选择合适的时间和电压基准,以便观测到所需的波形。
●根据被测信号的频率和幅度,调整示波器的水平和垂直缩放。
4.示波器的测量功能4.1 垂直测量●示波器可以测量信号的峰值、峰峰值、平均值和有效值等垂直参数。
●通过选择相应的测量功能和设置适当的垂直缩放范围,可以获取所需的测量结果。
4.2 水平测量●示波器可以测量信号的频率、周期和相位等水平参数。
●通过选择相应的测量功能和设置适当的时间基准,可以获取所需的测量结果。
4.3 自动测量●示波器还提供自动测量功能,可以在示波器屏幕上显示多个信号参数的测量结果。
5.泰克示波器的其他功能5.1 存储和回放波形●示波器可以将测量到的波形数据存储到内部或外部存储器中,并在需要时进行回放和分析。
5.2 触发功能●示波器的触发功能可以帮助用户捕捉特定的波形,并在特定的触发条件满足时自动进行测量和显示。
5.3 校准示波器●定期校准示波器以确保测量结果的准确性和可靠性。
6.附件本文档涉及的附件包括:●泰克示波器用户手册:详细介绍泰克示波器的所有功能和操作方法。
7.法律名词及注释●示波器:一种用于观测和分析电子信号的仪器。
●探头:用于将被测信号连接到示波器上的装置。
LM236D-2-52.5V 基准电压源 400uA~10mA 宽工作电流 LM236DR-2-5 :2.5V 基准电压源 400uA~10mA宽工作电流 LM236LP-2-5:2.5V 基准电压源 400uA~10mA 宽工作电流 LM285D-1-2微功耗电压基准 . 10uA~20mA 宽工作电流 LM285D-2-5微功耗电压基准 . 10uA~20mA 宽工作电流 LM285LP-2-5 :微功耗电压基准 . 10uA~20mA 宽工作电流LM336BD-2-5 :2.5V 基准电压源 . 10uA~20mA宽工作电流LM336BLP-2-5 :2.5V 基准电压源LM385BD-1-2 :1.2V 精密电压基准 . 15uA~20mA 宽工作电流LM385BD-2-5 :2.5V 精密电压基准 . 15uA~20mA宽工作电流 LM385BLP-1-2 :1.2V 精密电压基准 . 15uA~20mA 宽工作电流 LM385BLP-2-5 :2.5V 精密电压基准 . 15uA~20mA宽工作电流 LM385BPW-1-2 :微功耗电压基准 . 15uA~20mA 宽工作电流 LM385BPW-2-5 :微功耗电压基准 . 15uA~20mA 宽工作电流 LM385D-1-2 : 1.2V 精密电压基准 . 15uA~20mA 宽工作电流 LM385DR-1-2 :1.2V 精密电压基准 . 15uA~20mA 宽工作电流 LM385DR-2-5 :2.5V 精密电压基准 . 15uA~20mA 宽工作电流 LM385LP-2-5 :2.5V 精密电压基准 . 15uA~20mA 宽工作电流 LM385PW-1-2 :1.2V 微功率基准电压源 . 15uA~20mA 宽工作电流 LM385PW-2-5 :2.5V 微功率基准电压源 . 15uA~20mA 宽工作电流REF02AP : +5V 精密电压基准 REF02AU : +5V 精密电压基准 REF02BP :+5V 精密电压基准 REF02BU : +5V 精密电压基准 REF1004I-2.5 : +2.5V 精密电压基准 REF102AP : 10V 精密电压基准 REF102AU : 10V 精密电压基准 REF102BP : 10V 精密电压基准 REF200AU :双电流基准1.25V,50ppm/ C ,50uASOT23-3 封装电压基准2.048V,50ppm/ C ,50uASOT23-3 封装电压基准2.5V,50ppm/ C ,50uASOT23-3 封装电压基准 REF2912AIDBZTREF2920AIDBZTREF2925AIDBZTREF2930AIDBZTREF2933AIDBZTREF2940AIDBZT1.2V 电压基准 2V 电压基准2.5V 电压基准 3V 电压基准3.3V 电压基准 4V 电压基准REF3012AIDBZT REF3020AIDBZT REF3025AIDBZT3.3V,50ppm/ C ,50uASOT23-3 封装电压基准4.096V,50ppm/ C ,50uASOT23-3 封装电压基准 REF3120AIDBZT :20ppM ( 最大 )100uA ,SOT23 封装电压基准 REF3133AIDBZT :20ppm/ C , 100uA, SOT23-3 封装 3.3V 电压基准 TL1431CD :精密可编程输出电压基准TL1431CPW :精密可编程输出电压基准LM336BLP-2-5 :2.5V 基准电压源LM385-1.2V :1.2V 精密电压基准 . 15uA~20mA 宽工作电流: Xicor 公司电压基准 : Xicor 公司电压基准 : Xicor 公司电压基准 : Xicor 公司电压基准 : Xicor 公司电压基准 : Xicor 公司电压基准 : Xicor 公司电压基准 :Xicor 公司电压基准 : Xicor 公司电压基准 : Xicor 公司电压基准 : Xicor 公司电压基准 : Xicor 公司电压基准 Intersil 公司电压基准 电压基准 ( Intersil ) ISL60002CIB825 :Intersil 公司电压基准 ISL60002CIH325 :Intersil 公司电压基准 X60003CIG3-50T1 :Intersil 公司电压基准X60003DIG3-50T1 :Intersil 公司电压基准Microchip 微芯电压基准电压基准 :MCP1525-I/TT :2.5V 电压基准MCP1525T-I/TT :2.5V 电压基准MCP1541-I/TT :4.096V 电压基准MCP1541T-I/TT : 4.096V 电压基准ON 安森美电压基准 电压基准 :LM285D-1.2G :1.2V 电压基准 LM285D-2.5G :2.5V 电压基准 LM285D-2.5R2G : 2.5V 电压基准 LM285Z-2.5G : 2.5V 电压基准 LM385BD-1.2G : 1.2V 电压基准 LM385BD-2.5G : 2.5V 电压基准 LM385BD-2.5R2G : 2.5V 电压基准 LM385BZ-1.2G : 1.2V 电压基准 LM385BZ-REF3033AIDBZTREF3040AIDBZT Xicor 公司电压基准X60003CIG3-50 : X60003DIG3-50 : X60008BIS8-25 : X60008BIS8-41 : X60008BIS8-50 : X60008CIS8-25 :X60008CIS8-41 :X60008CIS8-50 :X60008DIS8-25 :X60008DIS8-41 :X60008DIS8-50 :X60008EIS8-50 : ISL60002DIB825 Intersil 公司电压基准ISL60002DIH325Intersil 公司电压基准2.5G :2.5V 电压基准LM385D-1.2G :1.2V 电压基准LM385D-1.2R2G :1.2V 电压基准LM385D-2.5G :1.2V 电压基准MC1403BP1G :低电压参考源MC1403D :低电压参考源MC1403DG :低电压参考源MC1403P1 :低电压参考源MC1403P1G :低电压参考源NCP100SNT1 :精密电压基准NCP100SNT1G :精密电压基准NCV1009D :2.5V 电压基准NCV1009DG :2.5V 电压基准NCV1009DR2G :2.5V 电压基准NCV1009ZG :2.5V 电压基准TL431ACDG :可编程精密参考源TL431ACDR2G :可编程精密参考源TL431ACLPG :可编程精密参考源TL431AIDG :可编程精密参考源TL431AIDMR2G :可编程精密参考源TL431AIDR2G :可编程精密参考源TL431AILPG :可编程精密参考源TL431BCDG :可编程精密参考源TL431BCDMR2G :可编程精密参考源TL431BCLPG :可编程精密参考源TL431BIDG :可编程精密参考源TL431BIDMR2G :可编程精密参考源TL431BIDR2G :可编程精密参考源TL431BILPG :可编程精密参考源TL431BVDG :可编程精密参考源TL431BVDR2G :可编程精密参考源TL431BVLPG :可编程精密参考源TL431CDG :可编程精密参考源TL431CLPG :可编程精密参考源TL431CLPRAG :可编程精密参考源TL431CPG :可编程精密参考源TL431IDG :可编程精密参考源TL431ILPG :可编程精密参考源TLV431ALPG :低电压精密可调参考源TLV431ALPRAG :低电压精密可调参考源TLV431ALPRPG :低电压精密可调参考源TLV431ASN1T1G :低电压精密可调参考源TLV431ASNT1G :低电压精密可调参考源TLV431BLPG :低电压精密可调参考源TLV431BLPRAG :低电压精密可调参考源TLV431BSN1T1G :低电压精密可调参考源TLV431BSNT1G :低电压精密可调参考源Sipex 半导体公司Power 电源管理器件电压基准- - 更多...SPX1004AN-1.2 :1.2 伏/2.5 伏微功耗电压基准SPX1004N-2.5 :2.5 伏微功耗电压基准SPX1431S :精准可调分流调节器SPX2431AM :精准可调分流调节器SPX2431AM-L/TR :SPX2431AM-L/TRSPX2431M-L :SPX2431M-LSPX385AM-L-5-0 :微功耗电压基准SPX385AN-1.2 :SPX385AN-1.2SPX431AM5 :精准可调分流调节器SPX431AN-L/TR :SPX431AN-L/TRSPX431BM1/TR :SPX431BM1/TRSPX431BM1-L/TR :SPX431BM1-L/TRSPX431CS :SPX431CSSPX431LCN-L/TR :SPX431LCN-L/TRSPX432AM/TR :1.24V 精准可调分流调节器SPX432AM-L/TR :SPX432AM-L/TR(范文素材和资料部分来自网络,供参考。
一、功能特点集成650v 高压POWERMOS 器件用户定义软起动,以降低电磁干扰 工作电流可通过外部电阻调整 输入欠压保护 内置过热保护内置过载保护和开环保护自动重启,自动重起期间可过压保护 频率修调,以降低EMI100KHz 开关频率,最大占空比72% 低功耗待机模式,以满足欧盟要求 应用电路设计简单 输出电流容差<±5%DIP8封装,满足RoHS 环保要求二、特性描述芯片内部集成耐高压POWERMOS,以满足低功耗的要求。
待机模式下,通过降低工作频率来降低功耗同时输出稳定的工作电压。
频率降低限制在20KHz/21.5KHz 以下以避免产生音频噪声。
在诸如开环、过压或由短路引起的过载等失效模式下,芯片通过内部的保护电路来使得芯片切换到重启动模式。
通过内部精密电流峰值控制,变压器的尺寸和次级二极管的可以变得更小,从而来降低整个系统的成本。
三、管脚说明DRAIN 650V POWER MOS 漏极 ISENCE SENSE 电流控制输入端或POWERMOS 源极输出GND 电源地 VCC 8.5V<电源电压<21V SC 软启动端 VFB 反馈端TM0165RSC VFB ISENSE DRAINGND VCC NC DRAIN四、管脚功能SC (软启动&自动重启动控制):这个管脚复合软启动和自动重起动两个功能,在上电情况下进入软启动,和在错误检测到的情况下进入自动重新启动模式。
Vfb (反馈):外部的校准信息通过该反馈引脚来提供给内部的保护单元和内部的PWM比较器来控制PWM输出的占空比。
Isense (sense电流):该引脚是电流检测引脚,该引脚是通过连接到芯片内部集成的POWERMOS源级的串联电阻来检测电压,当Isense的电压超过内部电流限制比较器的阀值时,驱动输出被关闭,即实现了过流保护。
并提供电流信息给内部的PWM比较器来实现电流模式。
Drain(POWERMOS的漏级):Drain连接到POWERMOS的漏级,外接初级线圈VCC (电源)IC的电源引脚,其正常工作电压范围为8.5V到21V。
2.5Vਜ਼4.096V࢟ኹᓰ—M C P1525/1541特性z精确电压基准z输出电压2.5V和4.096Vz初始精度:最大1%z温度漂移: 最大50ppm/z输出电流驱动: 2mAz最大操作电流:最大100A@25z TO-92,SOT23-3封装z工业级温度范围:-4085应用z电池供电系统z手持设备z仪器和过程控制z测试设备z数据采集系统z通讯设备z医疗设备z精密功率供给电源z8位,10位,12位A/D转换器z D/A转换器描述Microchip公司的MCP1525和MCP1541设备是2.5V和4.096V精确电压基准,它们采用了先进的CMOS电路和EPROM微调技术的组合所以该器件可以达到1%最大的初始精度和最大50ppm/¢的温漂同时在25时静态电流可以低至100A最大,这些设备在超过时间和温度时还提供一个优于传统齐纳技术的新特性.MCP1525的输出电压为2.5V,MCP1541为4.096V.这些器件采用TO-92和SOT23-3封装,工业级温度范围:-4085.器件选择表封装MCP1541温度漂移1.0 电特性1.1 最大范围V IN 7.0V输入电流(V IN) 20mA输出电流(V OUT) 20mA连续电压损耗(T A=15) 140mW所有输入和输出w.r.t -0.6V~(V IN+1.0V)存储温度 -65150输入电压时环境温度 -55125对所有引脚的ESD保护4kV电特性说明 1.输出电压滞后指25时测量的输出电压在温度从85变化到-40前后的电压变化.2.输出温度系数用一个”BOX”的方法来测量,其方法是在25时将输出电压尽量修整为典型值,然后85时输出电压再次被修整为零.2.0 典型性能曲线除非特别说明,V=5V,I OUT=0mA,C L=1F,T A=25图2-1 输出电压变化与温度对应关系图2-2 负载变化与温度关系图2-3 输入电流与温度关系图2-4 线性变化与温度关系图2-5 输出阻抗与频率关系图2-6 输出电压噪音与频率关系图2-7 输入电压抑制率与频率图2-8 输出电压与输入电压对应关系图2-9 三角输出电压变化与时间(DLT DATA)关系图2-10 MCP1541输出电压与输出电流关系图2-11 MCP1525输出电压与输出电流关系图2-12 最大负载电流与电源电压关系图2-13 输入电流与输入电压关系图2-14 MCP1541 0.1Hz~10Hz噪音图2-15 开启瞬时时间图2-16 MCP1525负载瞬时响应图2-17 MCP1525 线性瞬时响应图2-18 压差电压与输出电流关系3.0 引脚功能名字功能输出引脚(V)基准输出OUT输入引脚(V)正输入电压IN接地引脚(V)负电源或接地SS4.0 详细描述4.01 输出电压输出电压就是引脚(V OUT)上输出的基准电压.4.0.2 操作(输入)电压输入电压是一个电压范围,它可以加到VIN 脚,使器件在VOUT脚产生指定的输出电压.4.0.3 输出电压漂移(TCVOUT)输出温度系数或电压漂移是测量输出电压(TCVOUT)将会随着温度变化偏离初始值的程度.在电特性中的值可以由以下等式计算得出:其中:MCP1525 VNOM=2.5VMCP1541 V NOM=4.096V4.0.4 压差电压这些器件压差电压是通过将VIN电压减到输出降低1%的那一点在这种情况下压差电压应等于:压差丢失电压受温度和负载电流的影响.在图2-18中,显示了压差电压相对输出电流得正的和负的对应关系当电流在0毫安以上时,压差电压为正值.在这种情况下,电压基准主要被VIN驱动. 当电流在0毫安以下时,压差电压为负值当输出电压负值更大时,输入电流IIN减小.在这种情况下,输出电流开始为电压基准提供所需的电能.4.0.5 线性度是衡量输入电压V IN变换对应会改变输出电压V OUT变化多少的量被表示成V OUT/V IN,单位为V/V或ppm.例如,一个由VIN 脚500mA变化而引起的VOUT脚1V变化会得到VOUT/V IN等于2V/V或2ppm的结果.4.0.6 负载率VOUT/I OUT负载率是测量输出电压(VOUT)变化引起输出电流(I OUT)变化的量其单位为mV/mA.4.0.7 输入电流输入电流是从V IN到V SS的电流,不是输出引脚的负载电流.该电流受温度和输出电流的影响.4.0.8 输入电压抑制比输入电压抑制比是在输入电压超频的情况下输出电压与之对应的关系如图2-7所示,可以用下面的公式计算:4.0.9 长期输出稳定性长期输出稳定性是通过将设备暴露在125下,同时电路设计成图4-1形式,测量数据的稳定性在这个测试中,芯片的所有电特性都是25下周期测量的,如图2-9所示.4.0.10 输出电压滞后输出电压滞后是芯片在整个温度范围下工作时的输出电压的变化量滞后的数量可通过测量在温度从25到85再到25,或者从25到-40再到25变化量来确定.5.0 应用信息5.1 旁路电容MCP1525和MCP1541电压基准不需要在V IN和V SS间加输入电容,但是为了增加系统稳定性和减少输入电压瞬时噪音,还是推荐使用一个0.1F的陶瓷电容,如图5-1所示.这个电容必须尽量靠近器件(在1英尺距离内).5.2 负载电容从V OUT到V SS的输出电容作为对基准的频率补偿是不应该被省略的电容值因该在1.0F到10F 之间值稍大一点的输出电容器会略微改善基准输出的噪音,与此同时额外增加的负荷也会影响负载的快速响应5.3 印刷电路板布置考虑由于PC主板安装所带来的机械压力会使输出电压偏离其初始值SOT23-2封装的设备比TO-92封装的设备更容易受到压力的影响为减少和输出电压偏离有关的压力建议把基准安装的PC板的低压区例如板的边缘和拐角处6.0 典型应用电路6.1 基本电路配置MCP1525和MCP1541电压基准设备在所有应用中应如图5-1所示:如图5-1所示,输入电压通过一个0.1F的陶瓷电容连接在设备的V IN输入脚.如果输入电压有过多的噪音那么就需要这个电容. 0.1F的陶瓷电容会阻止近似1MHz到2MHz的噪音.低于这个频率的噪音会被电压基准阻止超过2MHz的噪音会超过电压基准的带宽因此不从输入通过设备传送给输出负载电容C L是用来稳定电压基准的.5.2 输出滤波如果电压基准的输出噪音对特定的应用来说很大,可以简单地通过一个外部的R/C网络和放大器来过滤.R/C网络是由一个需要的屏蔽频率来选择的,屏蔽频率等于:图5-2所显示的值(10到1F)的RC网络组成一个低通滤波器该滤波器的角频率为15.9Hz带有20dB/decade的衰减MCP606放大器应用电路的剩余部分隔离出这个低传送滤波器的负载这个放大器也提供额外的驱动能力并提供和电压基准相比更快的响应5.3 精度可调基准一个精度可调电压基准可按图5-3所示的电路设置:在这个电路中,MCP1541电压基准被用来驱动MCP41010数字电位器的电阻元件. MCP41010是256抽头10K可编程的电位器使用SPI TM接口这个可调基准的范围从接地到4.096V,每16mV为一增量5.4 负电压基准一个负精确电压基准通过使用MCP1525或MCP1541来产生如图5-4所示在这个电路中使用MCP606和两个等值的电阻实现电压隔离MCP1525电压基准的输出电压驱动R1,R1和MCP606放大器的反向输入连接.既然放大器的输入为0第二个10K电阻器被放置在放大器的反馈回路放大器的放大倍数为1因此输出电压就等于-2.5V.5.5 A/D转换器基准MCP1525和MCP1541为Microchip的10位,12位A/D系列转换器提供电压基准.图5-5显示MCP1541为MCP3201,一个12位的A/D转换器提供基准.使用Microchip的Filter Lab TM 软件来设计Sallen Key滤波器.要获得其他信息,请参阅AN699,”Anti-Aliasing,Analog Filters for Data Acquisition Systems”,DS00699封装信息封装标志信息。
焊机脉冲电流峰值概述说明以及解释1. 引言1.1 概述焊机是一种常用于焊接金属材料的设备,通过加热和融化金属接头,使其固定在一起。
焊机使用电流来提供能量源,以产生所需的热量来完成焊接过程。
在传统的焊接过程中,直流或交流电流被广泛应用,但随着技术的不断进步,脉冲电流技术成为了现代焊接领域的关键之一。
1.2 文章结构本文将首先对焊机脉冲电流峰值进行概述说明,并介绍其定义和作用。
然后将深入探讨脉冲电流峰值对焊接效果的影响,并解析其中的原因。
接下来我们将详细解释调节脉冲电流峰值的方法,包括时间基准法和电压基准法等常见调节方式。
文章还会展示实际应用场景和案例分析,分别从汽车制造业、钢结构焊接和管道焊接中控制脉冲电流峰值进行优化实践。
最后,在结论部分总结回顾本文内容,并对脉冲电流峰值研究和焊机技术发展提出展望和建议。
1.3 目的本文的目的是通过深入分析和探讨焊机脉冲电流峰值,帮助读者更好地理解该技术,并为焊接过程中对脉冲电流峰值进行调节提供相关方法与技巧。
文章还将通过实际应用场景和案例分析,展示脉冲电流峰值在不同领域中的运用,以及其对焊接质量的影响和改善方法。
最终旨在推动焊机技术的发展,为实际操作人员和研究者提供参考和指导。
2. 焊机脉冲电流峰值概述说明:2.1 焊机概念和原理解释焊机是一种用于焊接的设备,它能够通过提供电力来产生热量,使两个或更多金属工件相互融合。
焊机利用电流在工件表面形成弧光,从而引发熔化并使其相互连接。
2.2 脉冲电流峰值的定义和作用说明脉冲电流峰值是指焊机输出电流在一个脉冲周期内达到的最高值。
脉冲电流的波形通常呈现出一个周期性的变化,其中包含了一个高峰(即峰值)和一个低谷(即基准)。
脉冲电流峰值对焊接过程具有重要作用。
首先,它能够控制焊接过程中所加热金属的速度。
在焊接开始时,较高的脉冲电流能够迅速加热金属工件表面,并形成一个稳定的焦耳效应区域。
随着时间推移,脉冲电流逐渐降低到基准水平,保持合适的热量输入以避免产生过多的热量和变形。
示波器知识点高中示波器是一种用来显示交流电信号波形的仪器,它可以帮助我们观察电路中的电压和电流的变化情况。
在高中物理课程中,示波器是一个重要的实验工具,通过学习示波器的基本原理和使用方法,可以更好地理解电路中的各种现象和规律。
本文将逐步介绍示波器的知识点,帮助大家更好地掌握这一实验工具。
第一步:了解示波器的基本原理示波器的基本原理是利用荧光屏上的电子束来显示电压信号的波形。
电子束在屏幕上扫描的速度非常快,通过控制电子束的位置和亮度,可以将电压信号的波形显示在屏幕上。
示波器的显示原理可以用以下几个关键概念来理解:1.示波器的时间基准:示波器的时间基准决定了屏幕上波形的横向时间尺度。
常见的时间基准有1ms/div、0.1ms/div等,表示每个小格代表的时间长度。
2.示波器的电压基准:示波器的电压基准决定了屏幕上波形的纵向电压尺度。
常见的电压基准有1V/div、0.1V/div等,表示每个小格代表的电压大小。
3.示波器的触发功能:示波器的触发功能用来控制示波器在何时开始扫描电压信号。
触发功能可以帮助我们稳定地观察波形。
第二步:学习示波器的使用方法学习示波器的使用方法可以分为以下几个步骤:1.连接电路:首先,将被测电路与示波器连接,一般是通过将被测电路的信号输出端连接到示波器的输入端。
2.调整时间基准和电压基准:根据被测电路的信号特点,选择合适的时间基准和电压基准,并调整示波器的旋钮,使得波形显示在屏幕上。
3.设置触发功能:根据需要,设置触发功能,使得示波器在特定条件下开始扫描电压信号。
4.观察波形:观察屏幕上显示的波形,可以通过调整时间基准和电压基准来更好地观察波形的细节。
5.测量波形:示波器通常还具有测量功能,可以测量信号的幅值、频率等参数,帮助我们进一步分析电路的性质。
第三步:应用示波器进行实验在学习了示波器的基本原理和使用方法后,我们可以应用示波器进行一些实验来加深理解。
以下是一些常见的实验内容:1.观察正弦信号的波形:通过将示波器连接到正弦信号发生器的输出端,观察正弦信号的波形,并通过示波器测量其频率和幅值。
Agilent 3458 A数字多用表技术资料突破速度和精度的性能概要直流电压5个量程:0.1 V至1000 V8.5位至4.5位分辨率高达100,000读数/秒(4.5位)最高灵敏度:10 nV0.6 ppm 24小时精度8 ppm(4 ppm可选)/年电压基准稳定度电阻9个量程:10 Ω至1GΩ带偏置补偿的2线和4线欧姆高达50,000读数/秒(5.5位)最高灵敏度:10µΩ2.2 ppm 24小时精度交流电压6个量程:10 mV至1000 V1 Hz至10 MHz带宽高达50读数/秒,所有读数均达到规定精度可选采样或模拟真有效值技术100 ppm最好精度直流电流8个量程:100 nA至1 A高达1,350读数/秒(5.5位)最高灵敏度:1pA14 ppm 24小时精度交流电流5个量程:100µA至1 A10Hz至100 kHz带宽高达50读数/秒500 ppm 24小时精度频率和周期电压或电流量程频率:1 Hz至10 MHz周期:100 ns至1 sec0.01%精度交流或直流耦合最大速度100,000读数/秒,4.5位(16 bits)50,000读数/秒,5.5位6,000读数/秒,6.5位60读数/秒,7.5位6读数/秒,8.5位测量设置速度100,000读数/秒,在GPIB*上,或使用内置存储器110自动量程/秒340次功能或量程改变/秒从内置存储器的后处理运算通过功能强大、使用方便前面板的访问速度和精度便于系统使用的后面板输入端子显示明亮和易于读出的真空荧光显示器16字符显示,易于阅读数据、消息和命令标准功能/量程键使用简单,易于在工作台上进行直流电压、交流电压、电阻、频率和周期测量可选择自动或手动量程菜单命令键立即访问8种常用命令可用移位键容易地访问全部命令菜单数字/用户键常数和测量参数的数字送入移位键(f0至f9)访问多达10种用户定义设置电压/电阻/比率测量端子镀金的碲铜材料,以把热电动势减到最小2线或4线的电阻测量直流/直流或交流/直流比率输入电流测量端子使用装在端子内的熔丝座,便于更换熔丝保护端子和开关得到最大的共模噪声抑制前—后面板端子开关选择前面板或后面板端子外输入可编程TTL 输出脉冲,有5种模式, 适应各种系统接口默认电压表完成脉冲GPIB 接口连接器外触发输入目次测试系统的吞吐率/ 6校准实验室的精度/ 9高分辨率的数字化/ 10技术指标/ 12指标概览/ 12第1节:直流电压/ 13第2节:电阻/ 14第3节:直流电流/ 16第4节:交流电压/ 17第5节:交流电流/ 22第6节:频率/周期/ 23第7节:数字化/ 24第8节:系统指标/ 26第9节:比率/ 27第10节:运算功能/ 27第11节:通用指标/ 28第12节:订货信息/ 29附件/ 29其它电压表/ 30Agilent 3458A多用表突破了生产测试线,研发和校准实验室中速度和精度的性能壁垒。
01 电压基准及时间基准所有模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)都需要一个基准信号,通常为电压基准。
ADC的数字输出表示模拟输入相对于它的基准的比率;DAC的数字输入表示模拟输出相对它的基准的比率。
有些转换器有内部基准,有一些转换器需要外部基准。
不管怎样所有转换器都必须有一个电压(或电流)基准。
数据转换器的最早应用是用于缓慢变化信号的直流测量。
在这种情况下,测量的精确定时并不重要。
当今大多数数据转换器是应用在数据采集系统,在这种系统中必须处理大量等间隔的模拟采样值,而且频谱信息与幅度信息同样重要,这里涉及到的采样频率或时间基准(采样时钟或重建时钟)与电压基准一样重要。
电压基准问:一个电压基准怎样才算好?答:电压基准与系统有关。
在要求绝对测量的应用场合,其准确度受使用基准值的准确度的限制。
但是在许多系统中稳定性和重复性比绝对精度更重要;而在有些数据采集系统中电压基准的长期准确度几乎完全不重要,但是如果从有噪声的系统电源中派生基准就会引起误差。
单片隐埋齐纳基准(如AD588和AD688)在10 V时具有1 mV 初始准确度(0 01 %或100 ppm),温度系数为1 5 ppm/°C。
这种基准用于未调整的12位系统中有足够的准确度(1 LSB=244 ppm) ,但还不能用于14或16位系统。
如果初始误差调整到零,在限定的温度范围内可用于14位和16位系统(AD588或AD688限定40℃温度变化范围,1 LSB=61 ppm)。
对于要求更高的绝对精度,基准的温度需要用一个恒温箱来稳定,并对照标准校准。
在许多系统中,12位绝对精度是不需要这样做的,只有高于12位分辨率才可能需要。
对于准确度较低(价格也会降低)的应用,可以使用带隙基准。
问:这里提到的“隐埋齐纳”和“带隙”基准是什么意思?答:这是两种最常见的用于集成电路中的精密基准。
“隐埋”或表层下齐纳管比较稳定和精确。
它是由一个具有反向击穿电压修正值的二极管组成,这个二极管埋在集成电路芯片的表层下面,再用保护扩散层覆盖以免在表面下击穿,见图1 1。
图1 1 表层齐纳二极管与隐埋齐纳二极管结构图硅芯片表面和芯片内部相比有较多的杂质、机械应力和晶格错位。
这是产生噪声和长期不稳定性的原因之一,所以隐埋式齐纳二极管比表层式齐纳二极管的噪声小,而且稳定得多,因此它被优先采用于芯片基准源上作为精密的集成电路器件。
但是隐埋式二极管的击穿电压标称值大约为5 V或更大一些,而且为了使它处于最佳工作状态,必须吸收几百微安的电流,所以这种方法对于必须工作在低电压并且具有低功耗的基准来说是不适宜的。
对于这样的应用,我们宁愿用“带隙”基准。
于是研制出一个具有一个正温度系数的电压用以补偿具有负温度系数的晶体管的V be ,用来维持一个恒定的“带隙”电压(见图1 2)三极管Q2发射极面积是Q1的8倍;这两个管子在R1上产生一个正比于绝对温度的电流,一个正比于绝对温度的电压与Q1的V be 串联,产生电压VZ,它不随温度变化并且可以被放大(见图1 2),这个电压等于硅的带隙电压(外推到绝对零度)。
图1 2 带隙基准原理图带隙基准与最好的隐埋齐纳基准相比,其准确度和稳定性稍微差一点儿,但是温度特性可优于3 ppm/°C。
问:在使用电压基准时应注意些什么问题?答:须记住好的模拟电路设计的基本考虑是:注意在高阻抗导体上的电压降、来自公共地线阻抗的噪声和来自不适当的电源去耦产生的噪声。
考虑基准电流流动的方向,并且对容性负载要多加小心。
问:我知道电压降和噪声的影响,但是基准是不是必须向导体电压降提供足够大的电流影响才明显?答:通常基准电路内部是经过缓冲的,大多数情况可流出或流入5~10 mA电流。
有些应用需要这样大的或更大一点的电流,例如把基准作为系统的基准。
另外一种情况是激励高速闪烁式ADC的基准输入,它具有非常低的阻抗。
10 mA电流流过100 mΩ阻抗,产生1 mV电压降,这可能算是比较明显的了。
最高性能的电压基准,如AD588和AD688,对于它们的输出和输出接地端采用开尔文接法(见图1 3)。
接线时应靠近误差源周围的反馈回路避免电压降的影响;当电流缓冲放大器被用来驱动许多负载,或吸收流到错误方向的电流时它们也可修正增益和失调误差。
检测端应该接到缓冲放大器的输出端(最好接在负载上)。
问:什么叫开尔文接法? 答:开尔文接法(Kelvin connections)又称强制与检测接法(force and sense connections ),是用来消除电路中导线上产生的电压降影响的一种简便方法。
如图1 4(a)所示,负载电流 (IL)和导线电阻(R)在负载上产生一个电压误差,V ERROR =R×IL。
图1 4(b)所示的开尔文接法解决了放大器的强制环路内的导线电阻和检测的负载电压所带来的问题。
放大器对负载电压的任何误差都做了修正。
在图1 4所示的电路中放大器的输出电压实际上应该为10 V+V ERROR ,在负载上的电压却是所要求的10 V。
AD588有三个放大器用来提供开尔文接法。
放大器A2专门用来接地强制检测,而独立的放大器A3和A4可任意选用作为其它的强制检测接法的核心器件。
图1 3 AD588功能框图图1 4 开尔文接法的优点问:“流到错误方向”是什么意思?答:考虑一个工作电源电压为+10 V、输出为+5 V的基准。
假如它的5 V输出端是通过一个接地的电阻器取出的,那么电流将从基准端流出。
假如电阻器不接到电源的+10 V端,那么电流将流入基准端。
大多数基准允许电流流入或流出。
但是有些基准只允许提供电流而不吸收电流或者吸收能力比流出能力小得多。
这样的器件,利用产品说明中规定的输出电流方式可以识别,对于有相当大的净电流必须流入基准端的应用场合,就不能使用这种器件。
一个常见的例子是用一个正基准改为负基准(见图1 5)。
问:为什么不去买一个负基准呢?答:因为大多数单极性电压输出的基准都是正基准。
当然,两端有源基准可用于任何极性,它们的使用方法和齐纳二极管相同(并且它们通常是带隙基准)。
对于被用作负基准的三端正基准,它肯定会吸收电流。
它的输出端连到接地端,而它的接地端(将成为负基准端)经过一个电阻器(或一个恒流源)接到负电源端。
正电源端通常必须接到正电源,它至少比接地端要高几伏。
但有一些器件也能用二端方式提供负基准:正电源端和输出端都接到接地端。
电阻器RS(或恒流源)必须选择适合于负电源所要求值,并且基准负载电流、接地端电流和输出端电流都在额定范围内。
图1 5 AD586负基准接线图问:容性负载是怎么回事?答:许多基准带有输出放大器,当接上大的容性负载工作时,输出会变得不稳定并且可能振荡。
因此为了减少噪声,在基准输出端接上(几个μF或更大)的大电容是不妥当的,但1~10 nF的电容常常是允许的,有一些基准(如AD588)有减少噪声端,电容可以安全地接上去。
假如提供强制检测端,在容性负载条件下有可能改善回路动态特性。
为弄清楚,请查阅产品说明和咨询制造厂家应用工程师。
即使电路是稳定的,使用大的容性负载也是不合理的,因为这样会使基准导通时间增加。
问:电源一接通,基准能立即导通吗?答:决不是这样。
在许多基准中驱动基准元件(齐纳管或带隙基准)的电流是从稳定输出中分流出来的。
这种正反馈增加了直流稳定性,但却产生一个阻制启动稳定的“断” 状态。
芯片内部电路为了解决这个问题并且便于启动,通常设计成吸收接近最小的电流,所以许多基准要稍微慢一点才能达到指标(一般需要1~10 ms)。
有些基准确实给出了比较快的启动特性,但也有一些还是比较慢的。
假如设计师需要在电源接通后要求基准电压能非常迅速地应用于电路中,就要挑选具有足够快的导通特性的基准,并且应使降噪电容(noise reduction capacitance)最小。
为了使系统省电,基准导通延迟可能会限制数据转换系统选通供电的机会,即使基准位于转换器芯片内部,这个问题仍然应该考虑。
另外考虑转换器的电源起动特性在这种系统中也是同样重要的。
高精度的基准在电源接通后,芯片达到热稳定之前可能需要一个额外的热稳定周期并且使得受热所引起的失调达到它们的最终稳定值,这种影响在产品说明中将会给出,一般不超过几秒钟的时间。
问:能否使用高精度基准来代替内部基准使转换器更准确?答:不必要。
例如常规的AD574的换代产品——高速AD674B出厂调整好的校准误差为0 25%(±10 LSB),它带有内部基准准确度在±100 mV(1%)以内。
因为10 V的0 25%为25 m V,所以满度为10 000 V±25 mV。
假如一个具有1%的AD674B,出厂调整时,用增加1%增益方法使满度成为10 000 V 调整到高的内部基准(10 1V),倘若把精确度基准为10 00 V的基准AD588接到AD674B基准的输入端,满度就变为10 100 V,误差是原来指标中最大误差的4倍,所以这种做法是不必要的。
时间基准问:你为什么说系统的时钟是一种基准?答:这个说法并不是指对模数转换器所施加的转换时钟。
原则上它用于数据采集系统的采样时钟。
在这些系统中,对于存储、通信、计算分析或其它处理需要对信号按照预定的间隔(通常是等间隔)重复采样。
采样时钟的品质是系统性能的一个限制因素。
问:晶体振荡器是非常稳定的,是吗?答:晶体振荡器虽然具有很好的长期稳定性,但它经常产生短期的相位噪声。
如果设计者不使用晶体振荡器而使用RC弛张振荡器(如555或4046)也会导入相位噪声。
弛张振荡器有很大的相位噪声。
问:怎样才能保证采样时钟具有低的相位噪声?答:在你的微处理器或数字信号处理器中不能使用晶体振荡器电路作为采样时钟源。
在晶体振荡器电路中尽可能不使用逻辑门电路。
晶体振荡器通常是用逻辑门过激励晶体构成的,这不仅对长期稳定性没有好处,而且会引入比一个简单的晶体管振荡器还坏的相位噪声。
另外来自处理器的数字噪声,或者从集成封装的其它门电路来的数字噪声(假设逻辑门用作振荡器)将作为相位噪声出现在振荡器输出端。
理想情况下,可使用一只晶体管或场效应管作为晶体振荡器和具有一个逻辑门的缓冲器。
这个逻辑门和振荡器本身具有去耦极好的电源。
集成封装的门电路将不被采用,因为来自那里的逻辑噪声将对信号相位调制(它们可以用在直流场合,但不能用于快速开关状态)。
假如在晶体振荡器和各种模数转换器的采样时钟输入端之间有一个分频器,要使这个分频器的电源与系统逻辑分别进行去耦,以使电源噪声避开相位调制时钟。
采样时钟电源线应远离所有的逻辑信号线以防止来自引入的相位噪声干扰。
同时它还应远离低电平模拟信号线,以免使之恶化。
问:你已经告诉我不要使用处理器中的时钟振荡器作为采样的时钟源。