オシロスコープのチャネル結合方式を正しく使用して AC を選択するにはどうすればよいですか?

オシロスコープのチャネル結合方式を正しく使用して AC を選択するにはどうすればよいですか?

リップル: 理想的な状態では、電源から出力される DC 電圧は固定値になるはずですが、多くの場合、AC 電圧を整流してフィルタリングすることで得られます。フィルタリングがクリーンではないため、多かれ少なかれ残留 AC 成分が残ります。この周期的およびランダムな成分を含む乱雑な信号をリップルと呼びます。

バッテリー電源でも、負荷変動によりリップルが発生します。リップルが大きいと高速信号の品質が損なわれ、CPU や GPU の正常な動作に影響するため、値が小さいほど良いです。したがって、電源の電圧出力品質を確保するには、回路基板に電力を供給する AC/DC または DC/DC モジュールの出力リップルを測定する必要があります。リップルの測定方法は、この指標の決定に大きな影響を与えます。今日、Agitek はオシロスコープで電源リップルを測定する際の注意事項を簡単に説明します。

オシロスコープで電源リップルをテストする場合、正しい測定方法を採用することによってのみ正確な測定値を得ることができます。オシロスコープを正しく使用して電源リップルをテストするにはどうすればよいですか？オシロスコープを使用してリップルをテストするときに注意する必要がある点は次のとおりです。

1. オシロスコープは 20MHz の帯域幅制限を選択する必要があります。通常、スイッチング電源の出力リップルは DC ～ 20MHz の範囲にあります。高周波同期スイッチング ノイズと信号反射によって発生するノイズは DC ～ 1GHz の範囲にあります。したがって、この設定により高周波ノイズを除去し、高周波ノイズがリップル測定に与える影響を回避できます。

リップルとノイズ。A: リップル + ノイズ、B: リップル、C: ノイズ。

2. オシロスコープのプローブのアース線はできるだけ短くしてください。通常は、プローブのキャップを外し、プローブに付属のアース スプリングを使用してアースすることをお勧めします。これにより、プローブとアース線によって形成されるアンテナのようなループが回路ノイズに結合するのを防ぐことができます。

3. 1Xのオシロスコーププローブを選択するようにしてください。オシロスコープ自体のノイズによるリップルエラーを回避できます。信号がプローブ端で減衰された後、オシロスコープで実際の信号電圧値を読み取るために、オシロスコープは設定されたプローブを介して信号を比較します。10X減衰プローブを使用すると、オシロスコープに入る実際の信号は1/10に減衰されます。オシロスコープで真の電圧値を表示するには、オシロスコープのプローブ比を10Xに設定する必要があります。オシロスコープは結果の信号を10倍にして表示します。プローブ自体のノイズはプローブの減衰によって減衰されないため、10倍した後に得られるノイズは大きくなります。テストリップルが小さい場合に影響を与えます。 さらに、多くのプローブの 1X での帯域幅は 10MHz 未満であるため、10MHz を超えるリップルが減衰し、実際のテスト リップルが小さくなりすぎます。そのため、テストには 20MHz 以上の 1X プローブを選択するのが最適です。たとえば、RIGOL PVP2000 プローブの 1X での帯域幅は 35MHz で、リップル テストの帯域幅要件を満たすことができます。

4. オシロスコープのチャンネル結合方法としてACを選択します。これにより、DC電圧を分離して信号観察が容易になります。リップルはDC信号に重畳されるため、その値はDC電圧に比べて小さくなります。したがって、リップル信号を確認するには、垂直スケールを下げて垂直オフセットを調整する必要があります。また、オシロスコープの調整可能な垂直オフセット範囲は限られているため、DC信号が大きすぎるとリップルが見えなくなることがあります。したがって、AC結合を選択すると、ACリップル信号のみが表示され、波形を観察しやすくなります。