消除電壓探頭和電流探頭之間的時間偏差

　　要使用數字示波器進行電源測量，就必須測量MOSFET開關器件漏極、源極間的電壓和電流，或IGBT集電極、發射極間的電壓。該任務需要兩個不同的探頭：一支高壓差分探頭和一支電流探頭。后者通常是非插入式霍爾效應型探頭。這兩種探頭各有其獨特的傳輸延遲。這兩個延遲的差（稱為時間偏差），會造成幅度測量以及與時間有關的測量不準確。一定要了解探頭傳輸延遲對最大峰值功率和面積測量的影響。畢竟，功率是電壓和電流的積。如果兩個相乘的變量沒有很好地校正，結果就會是錯誤的。探頭沒有正確進行“時間偏差校正”時，開關損耗之類測量的準確性就會影響。

　　表明了探頭時滯影響的實際示波器屏幕圖。它使用泰克P52051.3kV差分探頭和TCP0030AC/DC電流探頭連接到DUT上。電壓和電流信號通過校準夾具提供。說明了電壓探頭和電流探頭之間的時滯，顯示了在沒有校正兩個探頭時滯時獲得的測量結果（6.059mW）。顯示了校正探頭時滯的影響。兩條參考曲線重疊在一起，表明已經補償了延遲。中的測量結果表明了正確校正時滯的重要性。這一實例表明，時滯引入了6%的測量誤差。準確地校正時滯降低了峰到峰功率損耗測量誤差。

　　DPOPWR電源測量軟件可以自動校正所選探頭組合的時間偏差。該軟件控制示波器，并通過實時電流和電壓信號調整電壓通道和電流通道之間的延遲，以去除電壓探頭和電流探頭之間傳輸延遲的差別。

　　還可以使用一種靜態校正時間偏差的功能，但前提是特定的電壓探頭和電流探頭有恒定、可重復的傳輸延遲。靜態校正時間偏差的功能根據一張內置的傳輸時間表，自動為選定探頭（如本文檔中討論的Tektronix探頭）調整選定電壓和電流通道之間的延遲。該技術提供了一種快速而方便的方法，可以將時間偏差降至最小。

　　消除探頭零偏和噪聲

　　差分探頭和電流探頭可能會有很小的偏置。應在測量前消除這一偏置，因為它會影響測量精度。某些探頭采用內置的自動方法消除偏置，其它探頭則要求手動消除偏置。

　　自動消除偏置

　　配有TekVPITM探頭接口的探頭與示波器相結合，可以消除信號路徑中發生的任何DC偏置誤差。在TekVPITM探頭上按Menu按鈕，示波器上出現ProbeControls框，顯示AutoZero功能。選擇AutoZero選項，會自動清除測量系統中存在的任何DC偏置誤差。TekVPITM電流探頭還在探頭機身上有一個Degauss/AutoZero按鈕。壓下AutoZero按鈕，會消除測量系統中存在的任何DC偏置誤差。

　　手動消除偏置

　　大多數差分電壓探頭都有內置的直流零偏修整控制，這使消除零偏成為一件相對簡單的步驟：準備工作完成之后，接下來：

　　將示波器設置為測量電壓波形的平均值;

　　選擇將在實際測量中使用的靈敏度（垂直）設置;

　　不加信號，將修整器調為零，并使平均電平為0V（或盡量接近0V）。

　　相似地，在測量前必須調節電流探頭。在消除零偏之后：

　　將示波器靈敏度設置為實際測量中將要使用的值;

　　關閉沒有信號的電流探頭;

　　將直流平衡調為零;

　　把中間值調節到0A或盡可能接近0A;

　　注意，這些探頭都是有源設備，即使在靜態，也總會有一些低電平噪聲。這種噪聲可能影響那些同時依賴電壓和電流波形數據的測量。DPOPWR軟件包包含一項信號調節功能，可以將固有探頭噪聲的影響降至最低。

　　記錄長度在電源測量中的作用

　　示波器在一段時間內捕獲事件的能力取決于所用的采樣速率，以及存儲采集到的信號樣本的存儲器的深度（記錄長度）。存儲器填充的速度和采樣速率成正比。如果為了提供詳細的高分辨率信號而將采樣速率設得很高，存儲器很快就會充滿。

　　對很多SMPS電源測量來說，必須捕獲工頻信號的四分之一周期或半個周期（90或180度），有些甚至需要整個周期。這是為了積累足夠的信號數據，以在計算中抵消工頻電壓波動的影響。

　　識別真正的Ton與Toff轉換

　　為了精確地確定開關轉換中的損耗，首先必須濾除開關信號中的振蕩。開關電壓信號中的振蕩很容易被誤認為開通或關斷轉換。這種大幅度振蕩是SMPS在非持續電流模式（DCM）和持續電流模式（CCM）之間切換時電路中的寄生元件造成的。

　　簡化形式表示出了一個開關信號。這種振蕩使示波器很難識別真正的開通或關斷轉換。一種解決方法是預先定義一個信號源進行邊沿識別、一個參考電平和一個遲滯電平，根據信號復雜度和測量要求的不同，也可以將測得信號本身作為邊沿電平的信號源。或者，也可以指定某些其它的整潔的信號。

　　在某些開關電源設計（如有源功率因數校正變流器）中，振蕩可能要嚴重得多。DCM模式大大增強了振蕩，因為開關電容開始和濾波電感產生共振。僅僅設置參考電平和磁滯電平可能不足以識別真正的轉換。

　　這種情況下，開關器件的柵極驅動信號可以確定真正的開通和關斷轉換，這樣就只需要適當設置柵極驅動信號的參考電平和磁滯電平。