使用4000系列数字荧光示波器进行电源测量

安全工作区

晶体管的安全工作区(SOA)定义了设备在不会自行损坏的情况下工作的条件。如果超过这些限制，晶体管可能会失效。SOA还包括其他设备限制，如最大电压、最大电流、功率、平均联接温度、二级故障等。

开关设备制造商的产品技术资料会概括对开关设备的某些限制。其目标是保证开关设备将容忍电源在最终用户环境中必须处理的工作边界。SOA测试变量可能包括各种负荷方案、工作温度变化、高和低线路输入电压等。可以使用4000系列，在XY画面中绘制电压对电流曲线，查看SOA。

测量线路谐波

开关电源一般会生成以奇数阶为主的谐波，直到电网。其影响具有累积性特点，随着连接到电网的开关电源越来越多(如办公室中增加更多的台式电脑)，返回电网的谐波失真的总百分比会上升。由于这种失真会导致热量在电网的线缆和变压器中积聚，因此必须使谐波达到最小。业内制定了IEC61000-3-2等法规标准，监控来自特定非线性负荷的电源质量。

由于标配快速傅里叶变换(FFT)功能，4000系列提供了杰出的谐波分析工具。具有FFT功能的示波器的经济性要远远高于购买专用谐波分析仪，而且允许使用熟悉的仪器来做另一项工作。4000系列采用FFT，以类似频谱分析仪的方式显示信号频率成分。它甚至可以在屏幕上同时显示信号波形及频域等效波形，这通常很有裨益。可以使用MATH按钮菜单下的FFT特定菜单，简便地控制4000系列FFT。可以在活动信号上或调用的存储波形上执行FFT。

这一程序并不比进行普通波形测量困难。在这种情况下，由于信号是一个重复的周期波形(而不是某种瞬态信号)，因此触发和显示信号非常简单。应至少显示五个周期，以保证良好的频率分辨率，垂直标度应设置成信号占用显示屏上尽可能多的垂直格。用户配置的参数包括垂直标度和FFT窗口格式。可以使用矩形窗口、Hamming窗口、Hanning窗口和Blackman-Harris窗口，每种口适用特定的信号类型。对周期重复的信号，如本例中的信号，Hamming窗口通常是最佳窗口。FFT显示的垂直标度可以是线性标度或对数标度。

利用4000系列示波器对电源负荷电流的谐波进行分析，可以使用光标，测量各个频率成分或频率的幅度。在许多电源设计项目中，非常重要的一个部分是证明满足电源质量法规标准。4000系列提供了全系列存储和打印功能，帮助用户完成这一工作。专用HARDCOPY按钮把屏幕截图发送到连接示波器USB端口的打印机上，还可以使用各种格式把图像保存到U盘或CompactFlash卡中。

调试电源

数字化示波器在电源测量领域中非常常见，但4000的数字荧光采集技术在调试时有着很大的差异，特别是在识别开关电源的调制效应过高时。4000系列的波形捕获速率要比典型的数字存储示波器(DSO)高出许多倍。在考察调制效应时，这提供了两个优势。首先，示波器在大多数情况下是活动的，只用很少的时间处理波形进行显示。因此，示波器捕获调制的机会提高了数百倍。其次，数字荧光显示可以更简便地实时查看被调制波形。4000显示屏会加强信号曲线经过频次最高的区域，这在很大程度上与模拟示波器类似。调制要比连续重复的主要波形暗。

可以使用4000系列简单地查看调制影响。图3显示了控制着电源中电流模式控制环路输出的被调制信号。调制在控制环路的反馈系统中具有重要意义。但是，调制太多会导致环路变得不稳定。注意，在调制频次较低的区域中，波形较暗。

使用4000系列捕获瞬态信号也非常简单。其边沿触发功能为设置跳变沿、电平、耦合和触发延迟提供了所需的全部灵活性。如果被测电源已经集成到系统中，可能要触发系统中其他地方的"问题"信号，监测电源上的测试点，查看是否有同时发生的瞬态信号。

当然，电源的DC输出还必须干净，没有瞬态信号。4000系列的滚动模式与峰值检测功能相结合，为查看低速信号或DC电平上的畸变提供了最佳的工具。滚动模式从左到右慢慢地滚动曲线，这在很大程度上与带状记录纸、记录器类似。它以非常慢的扫描速度生成清楚明亮的曲线。峰值检测功能允许示波器捕获最窄1ns的毛刺，甚至支持较低的扫描速度。这两种功能相结合，得到了一个稳定有效的曲线，可以立即揭示