触发网址构建器

应用文章利用7510型7位半触摸屏数采万用表对上电和断电瞬态进行特性分析概述大多数电子系统都包含模拟电路、微处理、DSP、ASIC和/或FPGA,它们需要多个电源电压.
为了确保这些系统的可靠和可重复运行,必须适当控制其瞬态行为,如上电和断电定时、斜坡速率及不同电源电压的量级.
在电源瞬态性能特性分析中,电压和电流分级、监控、排序和跟踪是必不可少的.
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事件(如上电和断电瞬态)的能力.
吉时利最新7510型7位半触摸屏数采万用表包括1个18位采样模数转换器,能够以1M/s速率迅速实现变化电压和电流的数字化.
其数字化功能使用与传统数字万用表直流电压和电流功能一样的测量量程.
换句话说,该数字化仪具有出众的动态范围——1mV~1000V和100pA~10A,适合许多应用.
其先进的波形触发机制,如边沿、脉冲和视窗触发,允许用户轻易捕捉、浏览7510型数采万用表多点触摸屏上的瞬态信号,并与之交互.
背景上电和断电可看作是输入电压中的阶跃函数,它由继电器或开关闭合产生.
从不同电源获得清晰或单调的上升或下降是一个重要问题.
较大的浪涌电流和有限的电源阻抗可能引起输入电压凹陷,这可能给欠压闭锁电路、浪涌限流电路甚至通用电源带来灾难性问题.
例如,FPGA包含辅助模拟电路,如压控振荡器(VCO)控制的锁相环.
压控振荡器(VCO)将改变频率和/或相位,在断电期间,当电源电压下降时,这将使锁相环丧失同步性.
还可能出现缓慢的斜坡速率,可能导致异常甚至破坏性结果.
本应用笔记说明怎样通过吉时利7510型数采万用表前面板,对开关模式电源(SMPS)的上电和断电瞬态进行捕捉、浏览和特性分析.
开关模式电源降压转换器是一种高效开关模式DC-DC电压递降转换器.
下面的讨论基于德州仪器公司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.
正确的上电/断电检测可以确保设备在合理的时间开启或关闭,避免任何意外行为.
利用7510型数采万用表的模拟波形触发能力,可以捕捉这些异步瞬态事件.
降压转换器与7510型数采万用表连接利用一对标准的测试引线,可以实现降压转换器与DMM7510型数采万用表的连接,如图1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,利用可编程直流电源为降压转换器供电.
降压转换器输出与8W电阻负载相连.
DCLoad图1上电/断电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上电瞬态.
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.
我们可以通过图形用户界面利用内建模拟边沿触发机制,设置采样速率、触发间隔、触发斜率、触发电平和触发位置.
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.
刷屏,显示SETTINGS.
4.
将采样速率选定为1,000,000.
5.
按压MENU键.
6.
选择ReadingBuffers.
7.
将10ms读数容量设置为10,000.
8.
按压MENU键.
9.
选择Graph.
10.
选择Scale表.
11.
将X轴方法设置为All.
12.
选择Trigger表.
13.
将源事件(SourceEvent)设置为Waveform.
14.
选择AnalogEdge.
15.
将电平设置为3V.
16.
将预触发位置设置为50%.
17.
选择Graph表浏览表格.
18.
开始捕捉降压转换器上电行为,按压前面板TRIGGER键.
预触发数据采集立即开始,并在图表中显示.
开启输入电源.
当降压转换器输出电压达到3V触发电平时,万用表采集剩余50%读数,直到它重新回到IDLE.
图2~图4是降压转换器在不同电源条件下的上电截屏图.
所有图中都包含触发位置指示()和触发电平控制线.
用户可以向上或向下滑动短划线,以调整触发电平,并开始新的采集.
图2给出当输入和负载条件最优时清晰地上电和断电事件.
其结果是降压转换器输出的单调上升或下降.
图3说明可能异常上电行为,其原因是输入电流限幅降低.
左侧波形显示输出电压下降,这是初始输入电容器所需浪涌电流不足引起的.
右侧波形从未恢复,输出电压在期望的5V输出值附近上下震荡.
图4说明几个现象,包括软启动阶梯序列、正常输出斜坡、向最终上电的轻微过冲.
DMM7510型数采万用表具有动态测量量程、18位分辨率和大容量读数缓存,可以实现数字化仪效率最大化.
通过单一触发采集,整个上电过程捕捉精度达到毫伏级,可以揭示出设计中最细微的不规则性.
用户可以很容易地缩放和平移任何区域的波形,查看独立事件的细节.
此外,还可图2降压转换器的单调上电(左图)和断电(右图).
图3降压转换器上电异常实例(左图中输出电压出现短暂凹陷,右图中上电电压出现持续故障)图4a通过软启动序列对降压转换器上电的波形采集图4b软启动行为平移和缩放(上图),达到稳定状态前的输出电压过冲(下图)利用两部DMM7510型数采万用表同时测量电压和电流DMM7510型数采万用表是采用复杂现代技术打造的高端万用表.
下面通过实例说明其先进的仪器编程和整合功能,对于需要电压和/或电流同步数字化解决方案以启用水平和垂直光标,进一步分析图形.
关于模拟边沿触发编程实例,请参见附录.
的应用,具有重要价值.
降压转换器瞬态分析比只监测输出电压要复杂得多.
输入电压、输入电流、输出电压和负载电流都是非常重要的信号.
关键是通过单一触发事件实现这些信号同步,以揭示有关降压转换器设计的重要信息.
下面的实例使用两部DMM7510型数采万用表演示这个能力.
为了连接两部DMM7510型数采万用表监测降压转换器的不同信号,只需将每对标准测试引线与每只万用表相连即可.
利用TSP-Link交叉电缆,对两部万用表的菊花链连接,以实现模拟波形触发事件对两部仪器的同步触发.
吉时利仪器公司的TSP-Link接口是高速触发同步和通信总线,测试系统构建器可以利用其实现多部仪器与1台主机的主从配置连接.
一旦连接完毕,可对这个系统中的所有仪器进行编程(只能使用TSP指令),并在主仪器控制下运行.
由于减少了与计算机的频繁交互,因此可以使仪器更迅速地运行测试.
此外,多部仪器的使用就如同是同一物理单元的组成部分,可以实现多通道的同步测试.
图5给出输入电流和输出电压同步测量连接图.
通过标准测试引线与电源输入高端串联连接,可以进行电流测量.
图5输入电流和输出电压同步测量连接DMM7510型数采万用表动态电流测量范围是0.
1nA~10A,模拟带宽100kHz.
与示波器电流探针方案相比,使用DMM7510型数采万用表的超低噪声性能和电流连接简化性,使得其成为比电流探针方案更好的选择.
图6中的屏幕截图是使用TSP脚本对输入电流和输出电压同步触发捕捉的结果.
通过TSPLink接口实现的同步相差几百纳秒.
一旦采集到单一信号,可以在一个显示屏对两个波形进行叠加.
还可以将波形按区域分割,以便于不同的浏览体验.
在软启动序列期间,降压转换器清晰地展示出电流限幅行为.
此外,用户还可以对波形任意区域进行缩放和平移,详细查看动态行为.
欲了解有关TSP编程和同步测量的更多信息和支持,请登录吉时利公司网站(www.
keithley.
com),查看DMM7510型数采万用表参考手册.
通过主菜单下的读书表(ReadingTable)很容易访问读数和时间戳.
用户可以选择显示仪器中任意定义图6a输入电流和输出电压同步测量波形独立显示图6b在一个显示屏上,对输入电流和输出电压同步测量波形叠加图6c缩放的缓存.
在仪器前面板USB端口插入优盘后,可以将读数保存至优盘.
点击MENU键.
选择ReadingBuffers,点击期望的缓存,然后点击SavetoUSB.
还可以以.
csv格式保存数据,便于日后下载或输入至电子数据表.
小窍门:同时按压前面板的HOME和ENTER键,可以将屏幕截图保存至优盘.
图6d输入电流和输出电压读数表结束语7510型7位半触摸屏数采万用表扩展了传统数字万用表的功用,如捕获电源信号中的各种动态电压和电流附录利用SCPI指令设置电压上电测量通过下面的SCPI指令序列,可以进行电压上电测量.
利用DMM7510数采万用表将采样速率设置为1MS/s,模拟上升沿触发电平设置为3V,缓存大小设置为10,000个读数.
产生的波形与图2、3、4中的波形相似,具体取决于物理设置.
信号.
用户可以通过前面板显示屏浏览、分析仪器波形,并直接与之交互.
它尺寸紧凑,设置简单,是适合研发的完美测试台仪器.
指令说明*RST:SENS:DIG:FUNC"VOLT":SENS:DIG:VOLT:RANG10:SENS:DIG:VOLT:INPAUTO:SENS:DIG:VOLT:SRATE1000000:SENS:DIG:VOLT:APERAUTO:SENS:DIG:COUN1:TRAC:POIN10000:TRAC:CLE:SENS:DIG:VOLT:ATR:MODEEDGE:SENS:DIG:VOLT:ATR:EDGE:SLOPeRIS:SENS:DIG:VOLT:ATR:EDGE:LEV3:TRIG:BLOC:DIG1,"defbufferl",INF:TRIG:BLOC:WAIT.
2,ATR:TRIG:BLOC:DIG3,"defbufferl",5000INIT*WAI:TRAC:DATA1,100,"defbufferl",READ:TRAC:DATA1,100,"defbufferl",REL重置DMM7510型数采万用表.
将仪器设置为测量数字化电压.
将量程设置为10V.
在10V量程,将输入阻抗设置为10GΩ.
将采样速率设置为1,000,000.
启用自动光圈.
将采样计数设置为1(可选择).
将defbuffer1设置为存储10000点.
清空defbuffer1.
启用模拟边沿触发.
将边沿触发设置为上升斜坡.
将边沿触发电平设置为3V.
设置触发模型,对电压进行无限期数字化,同时等待边沿触发事件,并对50%的后置触发器读数进行数字化.
启动触发模型.
等待触发模型完成.
从缓存中检索读数.
从缓存中检索相对时间戳.
利用TSP指令设置电压上电测量下面的TSP脚本旨在运行吉时利测试脚本构建器(TSB)软件,这是一款免费软件工具,可以从吉时利公司网站(www.
keithley.
com)下载.
DMM7510型数采万用表默认使用SCPI指令集,因此,在向仪器发送TSP指令之前,必须选择TSP指令集.
可以按照以下步骤改变指令集:按压MENU->Settings->CommandSet.
选择TSP指令.
TSP脚本也可以执行上电测试,与DMM7510型数采万用表前面板进行的操作一样.
其生成的波形与图2~图4中的波形相似,具体取决于物理设置.
--Resettheinstrumenttodefaultsettingsreset()--Createalocalvariabletostorethenumberofsamplesnumofsamples=10000--Setthemeasurefunctiontodigitizevoltagetocapturethepower-upbehaviordmm.
digitize.
func=dmm.
FUNC_DIGITIZE_VOLTAGE--Voltagerangemustbefixedwhenusingdigitizevoltagedmm.
digitize.
range=10--Setthesamplerateto1Msamplepersecondtocaptureanysmallglitchdmm.
digitize.
samplerate=1e6--Setaperturetoautotogetthehighestaccuracymeasurementforthesamplingrateconfigureddmm.
digitize.
aperture=dmm.
APERTURE_AUTO--Changingcountisoptional.
Thereadingbuffercapacitydeterminestheactualcount.
dmm.
digitize.
count=1--Settheinputimpedancetoautosoitselects10Gforthe10Vrangedmm.
digitize.
inputimpedance=dmm.
IMPEDANCE_AUTO--Setthebuffersizetothenumberofsamplestocapturebothpreandposttriggereddatadefbufferl.
capacity=numofsamples--Clearbufferdefbuffer1.
clear()--Selectanalogedgetriggertocapaturethepower-upbehaviordmm.
digitize.
analogtrigger.
mode=dmm.
MODE_EDGE--Setedgeslopetodetectarisingedgedmm.
digitize.
analogtrigger.
edge.
slope=dmm.
SLOPE_RISING--Setedgeleveltriggerto3Vforthe5Vsteady-stateoutputdmm.
digitize.
analogtrigger.
edge.
level=3--Defineatriggermodelthatwillcapture50%preand50%posttriggereddatatrigger.
model.
setblock(1,trigger.
BLOCK_DIGITIZE,defbuffer1,trigger.
COUNT_INFINITE)trigger.
model.
setblock(2,trigger.
BLOCK_WAIT,trigger.
EVENT_ANALOGTRIGGER)trigger.
model.
setblock(3,trigger.
BLOCK_DIGITIZE,defbufferl,numofsamples/2)trigger.
model.
initiate()--Waitsforthetriggermodeltofinishcollectingdatabeforeproceedingwaitcomplete()print("testended")