吉时利数字万用表DMM7510对上电和断电瞬态进行特性分析

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 LM25088 DC-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。

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。

2. 按下前面板 POWER 按钮，开启仪器。

3. 点击 FUNCTIONS，选择 Digi V，以选择数字化电 压测量功能。

4. 刷屏，显示 SETTINGS。

5. 将采样速率选定为 1,000,000。

6. 按压 MENU 键。

7. 选择 Reading Buffers。

8. 将 10ms 读数容量设 置为 10,000。

2. 按压 MENU 键。

3. 选择 Graph。

4. 选择 Scale 表。

5. 将 X 轴方法设置为 All。

6. 选择 Trigger 表。

7. 将源事件 (Source Event) 设置为 Waveform。

8. 选择 Analog Edge。

9. 将电平设置为 3 V。

10. 将预触发位置设置为 50%。

11. 选择 Graph 表浏览表格。

12. 开 始 捕 捉 降 压 转 换 器 上 电 行 为， 按 压 前 面 板 TRIGGER 键。

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。

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。