泰克手持示波器演绎测试仪器便携化和易用性趋势

你能想象么，具有台式产品性能级别的示波器已变得接近早前流行的PDA一般便携了，而且续航时间可以媲美目前的超薄平板电脑！这不得不说是需要在现场和实验室两种环境中调试、安装和维修复杂电子系统的工程师和技术人员的福音。图1是泰克公司日前推出的THS3000系列手持示波器，外形“帅气”，仅重4.8磅（2.2公斤），电池续航时间长达7小时（环保型可回收的锂离子电池），而且坚固耐用，更可实现台式仪器的性能和功能以及测量准确性和精确度，可谓内涵丰富。

图1：泰克公司推出的THS3000系列手持示波器
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对于许多工业领域的供电、输配电或高效电能转换应用，特别是新兴的新能源汽车、智能电网或光伏或风电的并网等新兴电力电子应用场合，工程师常常需要同时测量高电压、大电流信号以及模拟和数字控制信号，这些测量不仅发生在实验室中，而且也需要在环境更恶劣的现场进行。“这些应用场合，其设备体积往往比较大，因而，除了实验室研发之外，还有到现场调适和测量测试的需求。而现场环境没有实验室的工作条件那么好，可能粉尘、光照等各方面都相对较差。以前台式仪器大多专门为实验室应用设计，因此面对工程师对现场测试方面的需求，我们推出了全新的手持式示波器产品。”泰克公司行业开发经理焦保春表示。 他还介绍了上述应用开发一般需要进行如下的设计验证：1.测量浮动和隔离信号；2. 调试数字控制和模拟电路；3.为功率电子赋予特性；4.捕获单次和间歇性事件；5.测量信号失真和频谱内容；6.从实验室传输到实验室和从实验室传输到现场；7.通过/失败模板测试和数据记录等。 进行高电压和大电流测试同时要注意的一个关键事项是要最大限度地减小使用人员的操作危险，因此需要隔离式输入来安全和准确地测量与大地隔离的信号。而对于现场测试测量，还要克服照明条件差、没有交流电等恶劣条件，完成测量具有不同基准点或不以大地为基准点的信号，并在实验室和现场测量结果之间建立关联等。THS3000提供了高性能和易用性的完美结合，加之紧凑、坚固的机身设计，以及提供高规格防护等级的隔离输入，能够很好地满足以上市场要求。 隔离性能是重中之重 THS3000系列产品型号分为带宽100 MHz、最大采样率2.5 GS/s和200 MHZ、5 GS/s两种，性能达到同类最佳。具备四个隔离通道，每通道10,000个样点的记录长度使用户能够以高采样率捕获大量信号信息，从而清楚地看到信号细节，快速发现信号异常。THS3000示波器上的各个通道与机身接地以及各通道相互之间是隔离的。另外，用于数据存储、仪器设置和PC通信的外部USB输入也是隔离的。这让用户能够安全地使用随附的10X探头进行电压高达300 VRMSCAT III的浮动测量，或使用可选探头进行电压高达1000 VRMSCAT II的浮动测量。该仪器具有600 VRMSCAT III 防护等级的输入（BNC连接器至大地），以保证安全的高压测量。

图2：THS3000系列的4个 通道相互之间以及与底座电气隔离
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“对于手持示波器，通道之间隔离是我们反复对用户强调的一个很重要的概念。前面提到THS3000的主要用户群是做电力电子测试的工程师。当他们测量电力电子信号，如IGBT的输出时，实际上这时候示波器是没有一个真正意义上的地作为参考的。特别是在很多情况下，用户不能只测量一路信号，它需要把同时把几路信号同时连接到示波器，而普通台式示波器由于通道之间是共地的，这样没有办法真正做到多通道的同时测量，因为地回路会串到一起。如果把这样的信号同时接到示波器，会通过地回路形成短路的状态。”焦保春提醒道，“以前用户若一定要用泰克的台式普通示波器做这种测量，我们会建议他们选用差分探头，其各方面指标是完全可以保证没有问题。但这在实验室里边容易做到，而很多探头需要有外部供电的，在现场环境下，可能就不那么方便了，因为要接外接电源，而现场可能空间比较狭小，用户希望能更简便地进行测量。THS3000系列的四个通道完全隔离，不需要额外购买差分探头，就可以直接测量信号。而且大家可以看到，上面给出安全电压等级规格也是比较高的。” 他补充道：“大家知道以前的手持仪器一般没有办法直接在测量的时候连接电脑，因为它们没有提供隔离接口，只要一和电脑连接，通过跟电脑连接的通讯线来接地，往往会造成烧计算机的严重后果。THS3000现在提供USB接口，而且我们把USB整个的通讯模块跟前端测量完全隔离开的，因此你不管是插接优盘，还是直接用一个USB电缆与电脑连接都没有问题，都不会有任何测量方面的危险或者安全隐患。”

图3：THS3000系列具有同类产品中最佳的性能和多功能性
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灵活易用和多功能的完美结合 对于便携式示波器，除了更高的性能和安全隔离规格，市场还需要更灵活易用的产品。THS3000可以实现TrendPlot分析，带测量数据记录（任意 4 个测量的绘图和回放）；可用于进行自动屏幕捕获的波形记录（每个触发事件 100 段，1 键回放和内置/USB 存储）；波形监测和 pass/fail 测试（用户可定义的基准，1-4 通道捕获和回放），因而可以快速而高效地帮助分析系统。 像台式示波器一样，支持21项自动测量的THS3000还有助于用户快速而全面地进行测量。内置的快速傅立叶变换（FFT）功能可对信号频谱进行分析，发现信号干扰、串扰或开关噪声等问题。屏幕上光标包括单、双、时间（1/T）、伏、瓦、RMS。另外，用户可定义波形数学运算，而波形持续性可捕获不断变化的信号和罕见事件。 THS3000示波器提供和其他所有泰克示波器一样的直观用户界面，易于使用。对于初始设置或测试点不断变化的情形，THS3000系列提供了一键自动设置（Autoset）和自动定量程（Autorange）功能，可自动设置示波器的触发系统并调整垂直和/或水平设置，具有如前所述的内置测量数据记录功能和自动波形记录。提供多种语言的用户警告帮助，用户可更换电池，支持波形、BMP 图像和示波器设置文件（趋势数据和波形记录内容）的USB 存储，方便方便用户做后续的分析。 手持示波器经常用于进行电机驱动器、功率变换器/逆变器和功率半导体器件的功率测量。通过结合使用泰克的广泛电压和电流探头，THS3000系列手持示波器可进行这些测量。其四个输入通道中的每个通道均可进行配置，以匹配探头类型和衰减系数，确保正确的测量和光标读数。该产品标配4个新型的 300 MHz CAT III 安全等级探头，也标配了OpenChoice软件，像以前使用泰克台式示波器一样方便。图4中左图为THS3000系列标准机型配件，包括 4 个探头、电池、电源适配器和电源线、OpenChoice CD、校准证书、系带和软提箱。图4中右图为TK 机型配件，包括4 个探头、电池、电池适配器和电源线、 OpenChoice CD、校准证书、系带、探头配件包、探头盒和硬提箱。 《电子设计技术》网站版权所有，谢绝转载