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笨蛋,问题就在电源  2014-09-09 11:03
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某君A第一天测试其自用电脑的百兆以太网口的眼图是正常的,但第二天测试眼图不能通过模板,看起来信号上有严重失真。最终发现是因为第一天测试时使用的是电池供电,第二天是使用的是外接电源适配器。


某君B发现其在研的第一版产品的收发器工作正常,但第二版却工作不正常。两个版本的电路原理图基本相同,只是电源部分做了一点改动。


某君C发现其网络产品的网口几分钟或几秒钟出现随机的“复位”,断开之后又重新自动连接上。最终发现是电源随着负载的波动导致芯片复位引起。


某君D测试高速差分信号,发现信号上叠加有很低频的波动,以至于无法满足信号质量要求。最终发现是因为电源的地和示波器的地没有连接在一起。
……


话说22年前那个叫克林顿的年轻人靠一句“笨蛋,问题在经济”之口号问鼎白宫。问鼎白宫其实不会就靠一句口号那么简单,但这句口号确是成了名言。当我在准备即将召开的第十二届电源技术研讨会的讲稿时,脑子里不禁冒出这句话来。“笨蛋,问题在电源”。我模仿一下造出这个句子。我想你是懂的。


是的,电源问题总是那么的普遍!也因此,电源测量相关的问题总是层出不穷。虽然看似普遍普通,但一直是热点话题之首。我们在之前的“有问题问ScopeArt”问答系列第一篇谈的也是电源测量问题。我们的示波器专题月征文活动中收到的稿件也已有好几篇是电源相关话题了。事实上,电源测量一直会占示波器应用的1/4市场。


不只是研发电源的工程师关心电源测量问题,很多使用电源的硬件工程师也会关心电源测量问题。对于使用电源的工程师来说,关心的是电源的外特性,如负载动态恢复特性,电源纹波/电源噪声,负载跳变的可靠性,输入电源变化的稳定性等。这些测试大都比较容易,纠结比较多的是电源纹波/电源噪声测量。而对于研发电源的工程师来说,不只是要测量以上这些,更多的时候在测量开关管在各种工作条件下的耐压值以及电压和电流之间的时序关系。所谓各种工作条件即不断地“折腾”电源,看它能承受多变态的“折腾”。 耐压值具体一点,对于MOSFET开关管就是漏源极电压Vds的峰峰值。您常常会问自己,这测量结果是该信还是不信呢?除此之外,电源人还纠结的是,这电源效率到底能做到95%还是96%呢? 而这个问题又导致了很多“高富帅”的公司的预研部门在不断研究诸如ZVS、ZCS电路来减少开关管的损耗,研究诸如无损吸收电路来减少输出反向二极管的损耗。这研究过程中就不断打示波器的主意,总希望示波器测量出不同电路拓朴时的开关管损耗数值具体是多少。 这是何等乌乎哀哉的纠结复纠结的过程呢!


在ScopeArt先生刚从事示波器销售工作的时候,遇到一个很牛的电源专家,因为他是外籍人,而且是公司里很权威的研发总监,他要求测量电源时示波器都选择1GHz的,因为他相信带宽越高测量得会越准确。但是他用的高压差分探头却是100MHz的。那时候我的同事见我很“愣头青”,给我打招呼说,他很权威,你不要试图说服他换用200MHz的示波器。 我于是就没敢提出异议,但每次看到那么多1GHz示波器在测量电源,就觉得自己很寐良心。10年后,ScopeArt先生再次遇到一位海归的博士,也是很权威的专家,他也要求用1GHz的示波器测量电源,也是相信带宽越高测量结果越准确。我在第一次拜访他时就当面委婉地提出这样可能比较浪费。


我静静地反思这两个电源专家要求用1GHz带宽示波器测量电源的问题,发现这和“跨界”有关。每个人专注的点其实就那么一小点,但被冠以专家的时候却是一个领域的专家。被冠以电源专家就似乎表明电源相关的所有问题包括测量电源需要用到的示波器问题也是专家。 其实,泛泛的专家是最不靠谱的,要针对具体的问题点去找最可能是专家的那个人,也许在这个问题上一个刚毕业的工程师对这个问题比挂着专家头衔的人更靠谱。


我们的一位ScopeArt先生就常被称为示波器专家,其实他并没有参与过示波器的研发,对示波器设计的很多深入的细节根本不懂。但要被称为专家,他其实很享受。但要说他不是示波器专家也不对,只能他我对示波器的功能了解得多一点,所以他是示波器功能特点方面的专家。 有一天,有媒体杂志社朋友就找他做示波器相关文章的编审,送来的第一篇文章就把他搞蒙住了,文章作者是国内某研究所做示波器研发的,文章内容是关于SCPI方面的细节。他对遥控的知识略知皮毛,但对于SCPI则要从头学起,根本不懂。对于这样的文章给出评审意见实在是误人子弟了。


其实,我这个专家就常被客户的问题问住,譬如上周遇到的问题是,示波器电流探头可以承受的电压值有多大。这时候,我的标准回答是“这是一个好问题。我不知道答案。我需要研究一下再回答您。” 我想说的是,其实不可以让一些虚荣的头衔妨碍自己诚实地面对问题,阻碍自己对不懂的问题的追根究底,影响自己持续学习的能力。做一个诚实的专家!


回到专家的“跨界”问题,我常在纠结为什么10年来关于电源测量所需要的带宽这样的基本问题不断有笑话产生?这也是我们要举办500场客户端示波器技术交流会的一个动力。没有几个电源专家愿意花20个小时以上去研究示波器的一些基本指标参数的深入的含义。因此,我在示波器培训中鼓励一个大学里学习主持人专业的代理商SE说,当你经过这三天培训,你就是示波器的专家,因为几乎没有客户会在示波器本身的研究上会超过24个小时。此话似乎有点偏颇矣,就此打住。


如果您的时间允许的话,欢迎参与第十二届电源技术研讨会的R&S时间! 我们的资深专家(抱歉,又用了专家一词!)将于您讨论电源测量的十大话题:
如何选择示波器的四大指标(用于电源测量)?
如何查找电源测量中的偶发性异常?
如何正确地测量电源软启动过程?
如何正确地测量电源纹波和电源噪声?
如何正确对待电源测量中的接地问题?
如何用示波器准确测量开关管损耗?
如何用示波器进行AC电源输入端的功率分析?
如何测量开关器件的安全工作区?
如何用示波器进行控制环路分析? 
如何用示波器进行电源产品的EMI调试? 

具体R&S时段是:

类别:有问题问ScopeArt系列 |
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