儀器能否配備充足的記錄長(zhǎng)度，以高分辨率捕獲很長(zhǎng)的工頻波形？
這些特點(diǎn)為有效執(zhí)行電源設(shè)計(jì)測(cè)量奠定了基礎(chǔ)。
安全準(zhǔn)確地探測(cè)電壓波形和電流波形
在使用數(shù)字示波器進(jìn)行電源測(cè)量時(shí)，必須測(cè)量設(shè)備中的電壓及電流。這一任務(wù)要求使用兩只不同的探頭：一只電壓探頭(通常是高壓差分探頭)，一只電流探頭。圖1顯示了開(kāi)關(guān)式電源(SMPS)中的典型測(cè)量方案。在范圍在幾kHz到幾MHz的時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)下，金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)控制著電流。
測(cè)量經(jīng)過(guò)MOSFET的電流相對(duì)簡(jiǎn)單，可以使用許多不同的泰克霍爾效應(yīng)電流探頭完成，如TCP0030。而測(cè)量電壓則會(huì)面臨更多的問(wèn)題。MOSFET沒(méi)有連接到交流電源接地或電路輸出接地上。因此，不可能使用示波器進(jìn)行接地參考電壓測(cè)量，因?yàn)榘烟筋^的地線連接到任何MOSFET端子上都會(huì)使通過(guò)示波器接地的電路短路。
進(jìn)行差分測(cè)量是測(cè)量MOSFET電壓的最佳方式。在差分測(cè)量中，可以測(cè)量漏極到源極電壓(VDS)，即MOSFET漏極和源極端子中的電壓。VDS可以位于幾十伏到幾百伏電壓的頂部，具體視電源的范圍而定。
可以通過(guò)多種方法測(cè)量VDS：
浮動(dòng)示波器的機(jī)箱接地。絕對(duì)不要采用這種方式，因?yàn)檫@種非常不安全，會(huì)給用戶、被測(cè)設(shè)備和示波器帶來(lái)危險(xiǎn)。
使用傳統(tǒng)無(wú)源單端探頭，把地線相互連接起來(lái)，使用示波器的通道匹配功能。這種測(cè)量方式稱為準(zhǔn)差分測(cè)量。但是，無(wú)源探頭與示波器的放大器結(jié)合使用時(shí)，不能提供充分阻塞任何共模電壓的共模抑制比(CMRR)。盡管用戶可能很想使用這種方法，因?yàn)榭梢允褂靡延械奶筋^，但它并不能準(zhǔn)確地測(cè)量電壓。
使用商用探頭隔離器，隔離示波器的機(jī)箱接地。探頭的地線不再位于接地電位，可以把探頭直接連接到測(cè)試點(diǎn)上。探頭隔離器是一種有效的解決方案，但它成本高，通常是差分探頭的2～5倍。
使用真正差分探頭。高壓差分探頭(如泰克P5205)可以準(zhǔn)確安全地測(cè)量VDS。
消除電壓探頭和電流探頭之間的時(shí)滯
每只電壓探頭和電流探頭都有自己的特性傳播延遲。電流探頭和電壓探頭之間的延遲差稱為時(shí)滯，會(huì)導(dǎo)致幅度和定時(shí)測(cè)量不準(zhǔn)確。
必須了解探頭的傳播延遲對(duì)最大峰值功率和面積測(cè)量的影響，因?yàn)楣β适请妷汉碗娏鞯某朔e。如果兩個(gè)相乘的變量沒(méi)有完美對(duì)準(zhǔn)，那么會(huì)得到不正確的結(jié)果。在探頭沒(méi)有正確“校正時(shí)滯”時(shí)，測(cè)量精度會(huì)下降，如開(kāi)關(guān)損耗。
消除探頭偏置
差分探頭一般會(huì)有較小的電壓偏置。這會(huì)影響精度，在繼續(xù)測(cè)量前必須消除這個(gè)電壓偏置。大多數(shù)差分電壓探頭擁有內(nèi)置的DC偏置調(diào)節(jié)控制功能，可以相對(duì)簡(jiǎn)單地消除偏置。
在預(yù)熱后：
把示波器設(shè)置成測(cè)量電壓波形的平均值。
選擇實(shí)際測(cè)量中將使用的靈敏度(垂直)設(shè)置。
在不存在信號(hào)的情況下，把平均電平調(diào)節(jié)到0V(或盡可能接近0V)。
類似的，必須在執(zhí)行測(cè)量前調(diào)節(jié)電流探頭。
在消磁后：
把示波器設(shè)置成實(shí)際測(cè)量中將使用的垂直靈敏度。
在不存在信號(hào)的情況下，關(guān)閉電流探頭。
把DC平衡調(diào)節(jié)到零。
把平均值調(diào)節(jié)到0A或盡可能接近0A。
注意，某些探頭(如支持TekVPI的TCP0030)內(nèi)置了自動(dòng)消磁/自動(dòng)清零程序，用戶只需在探頭comp盒上按一個(gè)按鈕就可以了。
