低功率測量技術——三大實用小貼士

環顧四周，降低能耗幾乎一直是重要的設計目標。這意味著工程師和技術人員需要精通低功率測量。雖然這些測量不太難，但獲得一致的結果卻要求很好地了解測量工具，在本例中，測量工具包括示波器及電壓探頭和電流探頭。

下面幾個截圖顯示了使用示波器評估能耗。上圖是LCD監視器在待機模式下的能耗；下圖是手機充電時充電器的能耗。通過使用良好的測量技術及基于示波器的電源分析應用，可以簡便地完成此類測量。在本文中，我將介紹部分最重要的技術。

LCD監視器在待機模式下的電源質量

手機充電時充電器的電源質量

電壓探測小提示

好的測量都有好的根源–探頭。由于電壓測量是差分測量，因此首選的微伏級測量探頭是有源差分探頭。這將提供最好的測量質量和易用性。對微伏級差分電壓測量，差分前置放大器可能也必不可少。盡管可以使用一對無源探頭，如下圖中上面小圖所示，但只有在探頭和示波器通道匹配得非常好(增益、偏置、延遲和頻響)時，這種方法才能提供良好的測量結果。對大多數低功率測量來說，有源差分探頭才是可行的方案。

可以使用兩只無源探頭(上圖)及示波器數學運算(下圖)

測量差分信號，最好使用一只差分探頭。

在探頭選型上，應考慮探頭阻抗或負載對被測電路的影響。為得到良好的測量精度，探頭的輸入阻抗應遠遠高于電路在關心的最高頻率上的阻抗。

對小信號來說，另一個重要考慮因素是探頭衰減。您的目標應該是使用的探頭衰減不超過把信號幅度與示波器輸入動態范圍精確匹配所需的水平。典型的“10X”無源探頭的衰減系數是10，也就是說，只有1/10的輸入信號幅度被應用到示波器中。盡管探頭衰減擴大了測量系統的最大電壓范圍，但它有一個負面影響，會降低信噪比。