示波器VS功率分析仪

    现在示波器都配有电源分析软件，到底精度如何呢？本次ZDS2024Plus示波器与精度高达0.05%的高精度功率分析仪PA2000mini来进行对比测试，验证ZDS 2000 PIUS示波器电源测试数据的准确性。

    本次现场测试选用了220V电源模块作为测试的对象，利用ZDS2024 Plus示波器的电源测试分析功能对电源输入信号的功率参数和谐波参数进行测试。

一、测试框架结构图

    为了能够验证测试结果的准确性，选择高精度功率分析仪PA2000mini作为对比的仪器，与ZDS2024 Plus示波器一起对同一个电源模块进行现场实时的测试，将数据进行实时的对比分析，从而验证示波器电源分析的数据准确性。如下图1为本次测试的方案架构框图。

图1 测试方案框架

二、测试项目

功率测试：通过测量电源输入端电压与电流的情况，反映输入端的电源能量的消耗的状况。

谐波测试：谐波指的是信号频率为基波频率（50Hz）整数倍的波形，电源谐波的产生会增大电源系统的谐波损耗，降低电源利用率，使电源端负载等设备过载运行，缩短使用寿命。

三、具体接线

1、示波器与电源模块接线原理

    首先测量电源模块输入端的电压和电流，需使用高压差分探头与电流探头分别将电源输入端的信号接入示波器的通道1和通道2，如下图2所示。

图2 探头接入线路

2、PA2000mini与电源模块接线原理

图3 功率分析仪接线原理

上图中的电压表就相当于功率分析仪电压接口的两端，电流表就相当于功率分析仪电流接口的两端。

3、总的接线图

通过了解两种仪器的接线原理，下图4为两仪器与电源模块接线情况。

图4 实物接线原理

接线中注意以下几点：

（1）、电源输入线的N零线无需接入到电源模块中如图4中的深红色线所示，直接与功率分析的电压接线端负端相接。

（2）、电压探头和电流探头测量前请进行偏移校正。

（3）、电流钳在接入示波器之前要进行空载消磁、调零。

现场实物图如下图5所示。

图5 现场实物图

五、测试过程

1、将信号接入示波器后，进入通道【1】和通道【2】的菜单界面，分别修改两探头的探头比率，与探头上的档位一致。

2、点击【Auto Setup】，调节垂直灵敏度和垂直偏移档位，让信号在屏幕中央较好的显示。

3、点击【Analyze】进入电源分析测试界面，点击【功能】选择“谐波分析”，点击【参数配置】进入参数配置界面，如下图6所示。

图6 参数配置

4、功率分析具体操作请查看其具体用户使用手册。两仪器同时测量相关的参数，同一时刻停止下来记录数据，得到数据如下图7、图8所示。

图7 谐波分析测量结果

图8 功率分析谐波分析表

六、结果分析

从图7与图8中的数据我们进行分析，得出表1中的比较数据。

表1电源谐波测试数据对比

    需要特别注意的是，由于被测电源模块是工业区市电供电，供电电源本身一直在变化，导致即便是同一台仪器测量被测电源模块时，测量值也一直在变化（尤其是各次谐波变化非常大，如第1次谐波一直在0.1mA~10mA之间跳变），而示波器和功率分析仪无法地在同一时刻停止下来记录数据，因此两台仪器的值或多或少会存在偏差，但偏差都比较小，从而验证了示波器电源测试分析数据的准确性。

图9 两仪器谐波值与标准限值趋势图

    从上图可了解两台仪器所测的电流谐波值均满足IEC61000-3-2标准的谐波限值标准，都在限制范围内。随着谐波阶次越大，奇次谐波值就越小，谐波对电路信号的危害就越小。

总结

ZDS2024 系列示波器标配电源分析测试功能，在保证测量精度的基础上，大大提高电源研发和测试的效率，你赶紧试试吧。