Pengukuran domain frekuensi osiloskop masalah pengukuran hingar bekalan kuasa
Dalam proses menganalisis hingar bekalan kuasa, kaedah yang lebih klasik ialah menggunakan osiloskop untuk memerhatikan bentuk gelombang hingar bekalan kuasa dan mengukur amplitudnya, untuk menentukan punca hingar bekalan kuasa. Walau bagaimanapun, apabila voltan peranti digital secara beransur-ansur berkurangan dan arus secara beransur-ansur meningkat, reka bentuk bekalan kuasa menjadi lebih sukar, dan kaedah ujian yang lebih berkesan perlu digunakan untuk menilai hingar bekalan kuasa. Artikel ini ialah kes penggunaan kaedah domain frekuensi untuk menganalisis hingar bekalan kuasa. Apabila kerosakan tidak dapat dikesan dengan memerhatikan bentuk gelombang domain masa, penukaran frekuensi masa dilakukan melalui kaedah FFT (Fast Fourier Transform), dan bentuk gelombang hingar bekalan kuasa domain masa ditukar kepada domain frekuensi untuk analisis. Apabila menyahpepijat litar, melihat ciri isyarat dari domain masa dan perspektif domain frekuensi boleh mempercepatkan proses penyahpepijatan dengan berkesan.
Semasa proses penyahpepijatan papan tunggal, didapati bahawa bunyi bekalan kuasa rangkaian mencapai 80mv, yang melebihi keperluan peranti. Untuk memastikan peranti boleh berfungsi dengan stabil, bunyi bekalan kuasa mesti dikurangkan.
Sebelum menyahpepijat kerosakan ini, semak prinsip penindasan hingar bekalan kuasa. Jalur frekuensi yang berbeza dalam rangkaian pengagihan kuasa menggunakan komponen yang berbeza untuk menyekat hingar. Komponen penyahgandingan termasuk modul peraturan kuasa (VRM), kapasitor penyahgandingan, pasangan satah tanah kuasa PCB, pakej peranti dan cip. VRM termasuk cip kuasa dan kapasitans keluaran persisian, yang beroperasi lebih kurang dari DC ke frekuensi rendah (sekitar 100K). Model setaranya ialah model dua komponen yang terdiri daripada perintang dan induktor. Sebaik-baiknya gunakan kapasitor penyahgandingan dengan kapasitor berbilang tertib magnitud untuk menutup sepenuhnya jalur frekuensi pertengahan (sekitar 10K hingga 100M). Oleh kerana kewujudan induktans pendawaian dan kearuhan pakej, walaupun sebilangan besar kapasitor penyahgandingan disusun, ia akan menjadi sukar untuk berfungsi pada frekuensi yang lebih tinggi. Satah tanah bekalan kuasa PCB membentuk kapasitor plat, yang juga mempunyai kesan penyahgandingan, kira-kira berpuluh-puluh megabait. Pembungkusan cip dan cip bertanggungjawab untuk jalur frekuensi tinggi (melebihi 100M). Peranti canggih semasa biasanya menambah kapasitor penyahgandingan pada pakej. Pada masa ini, julat penyahgandingan pada PCB boleh dikurangkan kepada puluhan megabait atau bahkan beberapa megabait. Oleh itu, apabila beban semasa kekal tidak berubah, kita hanya perlu menentukan jalur frekuensi mana bunyi voltan muncul, dan kemudian mengoptimumkan komponen penyahgandingan yang sepadan dengan jalur frekuensi ini. Kedua-dua elemen penyahgandingan akan bekerjasama dalam jalur frekuensi bersebelahan, jadi unsur penyahgandingan dalam jalur frekuensi bersebelahan juga mesti diambil kira semasa menganalisis titik kritikal unsur penyahgandingan.
Berdasarkan pengalaman penyahpepijatan bekalan kuasa tradisional, beberapa kapasitor penyahgandingan mula-mula ditambahkan pada rangkaian untuk meningkatkan margin impedans rangkaian bekalan kuasa untuk memastikan galangan rangkaian bekalan kuasa dalam jalur frekuensi pertengahan dapat memenuhi keperluan aplikasi. senario. Hasilnya adalah hanya beberapa pengurangan mV dalam riak, peningkatan yang minimum. Terdapat beberapa kemungkinan untuk hasil ini: 1. Bunyi adalah pada frekuensi rendah dan tidak berada dalam julat kapasitor penyahgandingan ini; 2. Menambah kapasitansi menjejaskan ciri gelung pengatur kuasa VRM, dan pengurangan impedans yang disebabkan oleh kapasitansi berkaitan dengan VRM. Kemerosotan diimbangi. Dengan memikirkan soalan ini, kami mempertimbangkan untuk menggunakan fungsi analisis domain frekuensi osiloskop untuk melihat ciri spektrum bunyi bekalan kuasa dan mencari punca masalah.
Fungsi analisis domain frekuensi osiloskop direalisasikan melalui transformasi Fourier. Intipati transformasi Fourier ialah sebarang jujukan domain masa boleh dinyatakan sebagai superposisi tak terhingga bagi isyarat gelombang sinus dengan frekuensi yang berbeza. Kami menganalisis maklumat frekuensi, amplitud dan fasa gelombang sinus ini, yang merupakan kaedah analisis yang menukar isyarat domain masa kepada domain frekuensi. Urutan yang disampel oleh osiloskop digital ialah jujukan diskret, jadi Transformasi Fourier Pantas (FFT) paling biasa digunakan dalam analisis kami. Algoritma FFT dioptimumkan daripada algoritma Discrete Fourier Transform (DFT). Jumlah pengiraan dikurangkan dengan beberapa susunan magnitud, dan lebih banyak mata yang perlu dikira, lebih besar penjimatan dalam pengiraan.
