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示波器和電源測量所使用的探頭
對那些習慣于用示波器進行高帶寬測量的人來說，電源測量可能很簡單，因為其頻率相對較低。實際上，電源測量中也有很多高速電路設計師從來不必面對的挑戰(zhàn)。整個開關設備的電壓可能很高，而且是“浮動的”，也就是說，不接地。信號的脈沖寬度、周期、頻率和占空比都會變化。必須如實捕獲并分析波形，發(fā)現(xiàn)波形的異常。
對示波器的要求是苛刻的。多種探頭- 同時需要單端探頭、差分探頭以及電流探頭。儀器必須有較大的存儲器，以提供長時間低頻采集結果的記錄空間。并且可能要求在一次采集中捕獲幅度相差很大的不同信號。
開關電源基礎
大多數(shù)現(xiàn)代系統(tǒng)中主流的直流電源體系結構是開關電源(SMPS)，它因為能夠有效地應對變化負載而*。典型SMPS 的電能信號路徑包括無源器件、有源器件和磁性元件。SMPS 盡可能少地使用損耗性元器件 (如電阻和線性晶體管)，而主要使用 (理想情況下) 無損耗的元器件：開關晶體管、電容和磁性元件。
SMPS 設備還有一個控制部分，其中包括脈寬調(diào)制調(diào)節(jié)器脈頻調(diào)制調(diào)節(jié)器以及反饋環(huán)路1 等組成部分。控制部分可能有自己的電源。圖1 是簡化的SMPS 示意圖，圖中顯示了電能轉換部分，包括有源器件、無源器件以及磁性元件。
SMPS 技術使用了金屬氧化物場效應晶體管(MOSFET)與絕緣柵雙極晶體管(IGBT) 等功率半導體開關器件。這些器件開關時間短，能承受不穩(wěn)定的電壓尖峰。同樣重要的是，它們不論在開通還是斷開狀態(tài)，消耗的能量都極少，效率高而發(fā)熱低。開關器件在很大程度上決定了SMPS 的總體性能。對開關器件的主要測量包括：開關損耗、平均功率損耗、安全工作區(qū)及其他。
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