利用7510型7位半触摸屏数字万用表 测量微弱电平波纹电压

功率转换是所有电子设备中都存在的过程。不严格地讲，“电源”就是对这个过程的描述，它使主电源功率转变为具有负载所需的特性。数字万用表(DMM)是评估电源规范的常用仪器。不过，传统数字万用表(DMM)往往不具备测量动态行为特别是开关模式电源(SMPS)动态行为的能力，在检查电源波纹电压、开关电压、上电脉冲时通常需要示波器。但在很多情况下，示波器不能提供对极微弱电平波纹噪声进行正确特性分析所需的分辨率。

7510型7位半触摸屏数字万用表可以对低至1mV的电压或低至100pA的电流进行采样，时间间隔是1ms。换句话说，利用DMM7510型数采万用表，可以对多种低电平电压或电流动态波形进行数字化，精度18位，采样速率为1M/s。加上该仪器的多点触摸屏界面技术，用户可以轻易捕捉、浏览电源的恒态和动态信号，并与之交互。

本文主要讲述怎样通过DMM7510型数字万用表前面板用户界面，捕捉和浏览DC-DC降压转换器动态波纹电压，并对其进行特性分析。

认识降压转换器的基本原理

降压转换器是一种高效开关模式的DC-DC降压转换器。它以磁场的形式将能量存储在电感器中。在“导通”状态时，开关闭合，输入电压对电感器充电。在“关闭” 状态，开关开启，电感器释放所存储的能量，电流流入负载。

图1 DC-DC 降压转换器工作示意图

出于演示目的，本文使用德州仪器公司LM25088DC-DC降压转换器评估板(EVM)。对于5.5V-36V输入，它可以生成5V稳定输出。为了在10V量程、600kHz模拟带宽下实现50kHz开关频率，对LM25088EVM进行了改动。

输出电压波纹噪声

当降压转换器导通时，其输出中很可能包含极微弱的波纹电压。这个现象是由开关频率、输出电容器、电感器、负载和各种限流特性引起的。由于这是不期望的设计结果，因此设计人员将对波纹噪声进行检查，并把它降到最低。

降压转换器与 DMM7510型数采万用表连接

利用一对标准的测试引线，很容易实现降压转换器与DMM7510型数字万用表的连接，如图2所示。当测量微弱电平信号时，建议对测试引线进行适当屏蔽。在进行测试时，利用12V直流线性电源为降压转换器供电。线性电源的噪声输出比开关电源低得多，确保产生的波形反映待测设备(DUT)噪声而非输入噪声。降压转换器输出与3W电阻负载相连。

图2 波纹电压测试连接

通过前面板设置波纹电压测量

利用 DMM7510型数采万用表很容易捕获波纹电压。

只需几个按键，即可设置采样标准，并通过图形显示屏快速浏览波形。

按照这些步骤，可以以1MS/s采样速率捕获大约5个50kHz波纹，并利用DMM7510型数采万用表的数字化电压(DigitizeVoltage)功能进行100个采样计数：

1.按下前面板POWER按钮，开启仪器。

2.点击FUNCTIONS，选择DigiV，以选择数字化电压测量功能。

3.点击SETTINGS。

4.将采样速率选定为1000000。

5.将计数设置为100。

6.在显示屏上点击GRAPH。

7.选择屏幕右上方的图形光标，打开Graph屏幕。

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