低功率测量技术——三大实用小贴士

环顾四周，降低能耗几乎一直是重要的设计目标。这意味着工程师和技术人员需要精通低功率测量。虽然这些测量不太难，但获得一致的结果却要求很好地了解测量工具，在本例中，测量工具包括示波器及电压探头和电流探头。

下面几个截图显示了使用示波器评估能耗。上图是LCD监视器在待机模式下的能耗；下图是手机充电时充电器的能耗。通过使用良好的测量技术及基于示波器的电源分析应用，可以简便地完成此类测量。在本文中，我将介绍部分最重要的技术。

LCD监视器在待机模式下的电源质量

手机充电时充电器的电源质量

电压探测小提示

好的测量都有好的根源–探头。由于电压测量是差分测量，因此首选的微伏级测量探头是有源差分探头。这将提供最好的测量质量和易用性。对微伏级差分电压测量，差分前置放大器可能也必不可少。尽管可以使用一对无源探头，如下图中上面小图所示，但只有在探头和示波器通道匹配得非常好(增益、偏置、延迟和频响)时，这种方法才能提供良好的测量结果。对大多数低功率测量来说，有源差分探头才是可行的方案。

可以使用两只无源探头(上图)及示波器数学运算(下图)

测量差分信号，最好使用一只差分探头。

在探头选型上，应考虑探头阻抗或负载对被测电路的影响。为得到良好的测量精度，探头的输入阻抗应远远高于电路在关心的最高频率上的阻抗。

对小信号来说，另一个重要考虑因素是探头衰减。您的目标应该是使用的探头衰减不超过把信号幅度与示波器输入动态范围精确匹配所需的水平。典型的“10X”无源探头的衰减系数是10，也就是说，只有1/10的输入信号幅度被应用到示波器中。尽管探头衰减扩大了测量系统的最大电压范围，但它有一个负面影响，会降低信噪比。