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本文是使用频域方法分析电源噪声的一个案例,路电源进行核相

发布时间:15-05-07 16:15分类:技术文章 标签:示波器
电源噪声是电磁干扰的一种,其传导噪声的频谱大致为10kHz~30MHz,*高可达150MHz。电源噪声,特别是瞬态噪声干扰,其上升速度快、持续时间短、电压振幅高、随机性强,对微机和数字电路易产生严重干扰。
在电源噪声的分析过程中,比较经典的方法是使用示波器观察电源噪声波形并测量其幅值,据此判断电源噪声的来源。但是随着数字器件的电压逐步降低、电流逐步升高,电源设计难度增大,需要使用更加有效的测试手段来评估电源噪声。本文是使用频域方法分析电源噪声的一个案例,在观察时域波形无法定位故障时,通过FFT(快速傅立叶变换)方法进行时频转换,将时域电源噪声波形转换到频域进行分析。电路调试时,从时域和频域两个角度分别来查看信号特征,可以有效地加速调试进程。
在单板调试过程中发现一个网络的电源噪声达到80mv,已经超过器件要求,为了保证器件能够稳定工作必须降低该电源噪声。
在调试该故障前*回顾下电源噪声抑制的原a理。如下图所示,电源分配网络中不同的频段由不同的元件来抑制噪声,去耦元件包含电源调整模块(VRM)、去耦电容、PCB电源地平面对、器件封装和芯片。VRM包含电源芯片及外围的输出电容,大约作用于DC到低频段(100K左右),其等效模型是一个电阻和一个电感组成的二元件模型。去耦电容*好使用多个数量级容值的电容配合使用,充分覆盖中频段(数10K到100M左右)。由于布线电感和封装电感的存在,即时大量堆砌去耦电容也难以在更高频起到作用。PCB电源地平面对形成了一个平板电容,也具有去耦作用,大约作用在数十兆。芯片封装和芯片负责高频段(100M以上),目前的高端器件一般会在封装上增加去耦电容,此时PCB上的去耦范围可以降低到数十兆甚至几兆。因此,在电流负载不变的情况下,我们只要判断出电压噪声出现在哪个频段,那么针对这个频段所对应的去耦元件进行优化即可。在两个去耦元件的相邻频段时两个去耦元件会配合作用,所以在分析去耦元件临界点时相邻频段的去耦元件也要同时纳入考虑。
根据传统电源调试经验,首*在该网络上增加了一些去耦电容,增加电源网络的阻抗余量,保证在中频段的电源网络阻抗都能满足该应用场景的需求。结果纹波仅降低几mV,改善微乎其微。产生这个结果有几个可能:1、噪声处在低频,并不在这些去耦电容起作用的范围内;2、增加电容影响了电源调节器VRM的环路特征,电容带来的阻抗降低与VRM的恶化抵消了。带着这个疑问,我们考虑使用示波器的频域分析功能来查看电源噪声的频谱特性,定位问题根源。
示波器的频域分析功能是通过傅立叶变换实现的,傅立叶变换的实质是任何时域的序列都可以表示为不同频率的正弦波信号的无限叠加。我们分析这些正弦波的频率、幅值和相位信息,*是将时域信号切换到频域的分析方法。数字示波器采样到的序列是离散序列,所以我们在分析中*常用的是快速傅立叶变换(FFT)。FFT算法是对离散傅立叶变换(DFT)算法优化而来,运算量减少了几个数量级,并且需要运算的点数越多,运算量节约越大。
示波器捕获的噪声波形进行FFT变换,有几个关键点需要注意:
1、根据耐奎斯特抽样定律,变换之后的频谱展宽(Span)对应与原始信号的采样率的1/2,如果原始信号的采样率为1GS/s,则FFT之后的频谱展宽*多是500MHz;
2、变换之后的频率分辨率(RBW Resolution
Bandwidth)对应于采样时间的倒数,如果采样时间为10mS,则对应的频率分辨率为100Hz;
3、频谱泄漏,即信号频谱中各谱线之间相互干扰,能量较低的谱线容易被临近的高能量谱线的泄漏所淹没。避免频谱泄漏可以尽量采集速率与信号频率同步,延长采集信号时间及使用适当的窗函数。
电源噪声测量时不要求较高的采样率,所以可以设置很长的时基,这也意味着采集的信号时间可以足够长,可以认为覆盖到了整个有效信号的时间跨度,此时不需要添加窗函数。调整以上设置可以得到比较准确的FFT变换曲线了,再通过zoom功能查看感兴趣的频点。如下图中电源噪声的主要能量集中在11.3KHz左右,并以该频率为基波频率谐振。据此可以推断本PDN网络在11.3KHz处的阻抗不能满足要求,电容在该频点的阻抗也比较高,起不到降低阻抗的作用,所以前面增加电容并不能减小电源噪声。
一般来说,11.3KHz应该是VRM的管辖范围,此处出现较大噪声说明VRM电路设计不能满足要求。这里对VRM的性能进行分析,VRM分析的方法众多,此处主要采用仿真其反馈环路波特图的手段。波特图主要观察几个关键信息:1、穿越频率,增益曲线穿越0dB线的频率点;2、相位裕度,相位曲线在穿越频率处所对应的相位值;3、增益裕度,相位在-360°时所对应的增益值。这里我们主要关注穿越频率和相位裕度这两个指标。从VRM的环路波特图(如下图a)可以看到,VRM的穿越频率在8KHz左右,相位裕度37度。这里存在两个问题:首*VRM的相位裕度一般需要大于45度才能保证环路的稳定工作,这里相位裕度稍小一些,需要增加相位裕度;其次穿越频率太低,穿越频率附近VRM的调整作用逐渐降低,而此频点bulk电容还起不到作用,所以在8KHz附近会存在较高的阻抗,这个频点的噪声抑制作用较差。下图(b)是优化VRM环路之后的波特图,调整相位裕度到50度,穿越频率推到46KHz左右。
对优化后的VRM验证纹波,可以看到纹波明显降低到33mv,能够满足器件要求。
上述案例是使用示波器FFT功能快速定位电源问题的过程,从这个例子可以看到示波器的频域分析功能在电路调试时可以发挥很大作用。示波器的FFT功能配合长存储深度可以很方便地分析低频率长周期信号,这个优势在数字电路调试中比较突出。

发布时间:15-05-08 17:15分类:技术文章 标签:核相
核相,是指在电力系统电气操作中用仪表或其他手段核对两电源或环路相位、相序是否相同。也*是在实际电力的运行中,对相位差的测量。新建、改建、扩建后的变电所和输电线路,以及在线路检修完毕、向用户送电前,都必须进行三相电路核相试验,以确保输电线路相序与用户三相负载所需求的相序一致。
核相是针对二路电源而言的。二路电源需要向同一个用电设备供电时,在投入时,要在并列点进行核相。
若二路电源需要并列倒电时,若不核相,由于安装接线错误,可能出现相序(相位)不一致,引起短路事故,影响正常供电。
若二路电源需要停电倒电时,若不核相,可能由于相序不一致,引起三相设备的非正常运行,如电机的反转。
因此,在第二路电源投入时,一定要与*路电源进行核相。核相方法:
对0.4KV系统,一般用万用表进行核相;
对3-35KV中性点非接地系统,一般用专用高压定相杆进行核相;
对110KV及以上中性点直接接地系统,一般用PT进行核相; 1.为什么要核相?
若相位或相序不同的交流电源并列或合环,将产生很大的电流,巨大的电流会造成发电机或电气设备的损坏,因此需要核相。为了正确的并列,不但要一次相序和相位正确,还要求二次相位和相序正确,否则也会发生非同期并列。
2.怎么用万用表进行核相?
把万用表拨在交流500V挡,一只表笔接*路线路的其中一相,另一只表笔接第二路其中一项等读数稳定后记录下来所对应的电压值读数和对应位置,读数为0V的两项为同相,依次测量6次*可以准确判断,只有同相可以并网。发电机并网也如此。*是万用表的两只表笔一只接*路电源的其中一相,另一只表笔接第二路电源的其中一项,依次测量如果测量的值是0V说明是同相,该两路为同相可以并网,然后再测量其余两相,以此类推直到找到两路的1A-2A,1B-2B,1C-2C,才可以并网。
3.变压器如何核相?
应*用运行的变压器校对两母线上电压互感器的相位,然后用新投入的变压器向一级母线充电,再进行核相,一般使用相位表或电压表,如测得结果为,两同相电压等于零,非同相为线电压,则说明两变压器相序一致。
4.变电所两电源核相的问题
A—-A115VA—-B330VA—-C440VB—-A440VB—-B115VB—-C330VC—-A330VC—-B440VC—-C115V为什么会出现这种情况呢?
校相应该是在高压侧校,你的数值很象是用电压互感器校相时得到的数值,电压互感器有两个端子,要找对才行。还有,你的两台变压器的联结组别、二次侧电压是相同的吗?高压校相简单、可靠,可以自己做一个高压校相器,找一个400V电压表,测得表内阻,得出表正常使用时的电流,再根据串联电阻分压原理使表正常工作电流乘以一个合适的电阻,使其分压,做分压电阻时一定要考虑到用交流电的*大值来算。
5.什么是核相器?
电力系统核对相位使用的一种仪器,可检查额定电压的存在。电力系统核对相位是经常性的工作。传统的定相方法多数采用电压互感器或高压验电器。这些方法前者设备笨重,后者依靠微弱的辉光指示容易出现误判断。核相器使高压定相这项危险性较大的而又必不可少的工作安全可靠,指针显示一目了然,重量只有互感器的1/10-1/20、携带方便。
6.低压柜两段核相时,母联柜需要投入吗?
低压柜两段核相时,母联柜是不能投入的。核相的目的,是保障两段母线的相序相同,相位也相同,电压相等。母联柜投入时相当于并联了。
7.10kv两路供电电源在送电之前能核相吗?怎么核实相序一致。要是不能的话,送电之后怎么核实。
送电前和送电后都要核相,送电前可以看,送电后有核相的仪器。

发布时间:15-05-13 17:33分类:技术文章 标签:甲醛 甲醛超标表现
一、新搬家后,家养的猫、狗甚至热带鱼类莫名其妙地死掉;
二、新装修的家庭和写字楼房间或新买家具有刺鼻、刺眼等刺激性异味,而且异味长期不散;
三、每天清晨起床时,感到憋闷、恶心、甚至头晕目眩;
四、家里经常有人感冒; 五、家里小孩常咳嗽、打喷嚏、免疫力下降;
六、新婚夫妇长时间不孕,又查不出原因;
七、家里人员常有过敏等毛病,而且是群发性的;
八、孕妇在正常怀孕的情况下发现胎儿畸形;
九、新搬家或者新装修的房子里,室内植物不易成活,叶子容易发黄、枯萎;
十、上班*感觉喉咙疼、呼吸道发干,下班后便没事了;
十一、虽然不吸烟,但是经常感到嗓子不舒服,有异物感,呼吸不畅;
十二、家人共有一种疾病,而且离开这个环境后,症状有明显变化和好转。
据室康环境监测中心的专家介绍,甲醛等污染物的挥发量与温度有很大关系,当室内温度低于20℃时,开窗通风去除装修污染的效果便开始大大减弱;当室内温度低于10℃时,几乎所有的装修污染都将积存在室内,不再向外释放;即使整日大敞窗户通风,去除污染的效果也是微乎其微。此外,秋冬季节装修由于挥发出来的有害物质少,即使材料不够环保,刺激性的气味也不太明显,很多人容易忽略装修污染。入住后,室内取暖器、空调一打开,“冻住”的有毒气体*会慢慢释放出来,郁结在室内空气里;即使等到来年春夏时节入住,随着自然界气温逐渐升高,也正是“毒气”挥发*厉害的时候。因此从快速挥发有害物质的角度出发,室内温度高于25℃时,有毒气体发挥较快,如果低于这个温度装修,*应该注意通风,因此*适宜装修的季节应当是夏天。另一点是潜伏期长达3-15年,这两个特性使甲醛成为空气污染的“顽固分子”。
据了解,甲醛挥发点为19℃,温度每上升一度,浓度上升0.4倍,尤其是在春夏季气温升高释放更剧烈且浓度会超过正常3倍。专家进一步解释,甲醛分子在春、夏时的活跃程度要高于冬季,挥发的速度也更快。在冬季平均气温较低的情况下,甲醛的挥发不是很活跃,甲醛几乎都积存与建材之内,因而会出现这样一种情况:在冬季检测室内空气质量合格,而到了夏季却检测除甲醛超标,这*是因为甲醛在冬季蛰伏,春、夏季温度到达19℃及更高的温度后之后会加剧挥发。
除甲醛方式比较
因为甲醛的释放期长达3-15年,日常表现在新房入住很久后,打开人造板家具门,依然闻到一股刺鼻的味道,*是甲醛的味道。这点往往因为被人们所忽视,而造成对家人的伤害。极大地危害让人们在装修前后都十分注重甲醛问题。从购买环保建材到装修后的甲醛检测。而装修后除甲醛是我们能给家人的*澳门新葡亰官网,后一层保护,室内除甲醛方法有很多,究竟哪种*有效呢?*我们来做一番比较。
一、保持开窗通风
简单、实用而且经济有效的方法,开窗通风让自然来净化室内空气比任何产品都有效,要相信大自然的力量是无限的,即使使用了空气净化产品也应该保持室内通风,这样不仅有助于自然净化,而且流通的空气也有助于空气净化产品发挥自身的吸附作用。
二、摆放绿色植物
这里还得说一下大自然的力量是无限的,甲醛虽然厉害,但一物降一物,像虎皮兰、吊兰、仙人球等绿色植物*具有吸附甲醛的功能,在家里摆放一些绿色植物,既起到了去除甲醛的作用,同时还美化了居室环境,这是一个两全其美的方法。植物虽然可以吸附甲醛,但植物的吸附能力有限,单*靠植物除甲醛并不现实。只能起到一个辅助的作用。
三、植物源分解甲醛法
综合了植物去除法的和化学去除法的优点而摒弃了它们的不足,首*较化学去除甲醛法植物安全无二次污染,比之化学去除法,由于它是植物提取的,所以效果比较好。它主要采用从意大利黑杨、山刺槐、粉花苦楝等植物中精炼萃取其有效成份倍半萜多酯类、醇类化合物净化空气、去除装修污染及产生负离子的功能材料精制而成。伴随着人们生活水平的提高和环境概念的加强,这样的纯草本方法去除装修污染将越来越深入民心。
AO空气净化喷雾释放于空气中后会迅速氧化,产生大量无色无味的微刺针因子,以无毒无污染方式刺破细菌病毒、VOC致臭原的分子结构,即时净化空间和所有接触面,达致全方位消毒分解甲醛的效果。每平米喷洒2-3下,每隔2-4小时喷洒一次。持续喷洒48小时后*高可降低甲醛浓度百分之85.9.降低苯浓度百分之90.4.
四、活性炭吸附
南开大学专门研究活性炭的李老师说,活性炭的使用初期确实有效果,因为孔隙具有吸附势,是靠碳分子与被吸附分子的引力而形成的,孔径越小,吸附势越强。另外,按照分子运动理论来说,一切物体均由分子或原子组成,它们之间有间隙,同时又处于永不停息漫无规则的热运动状态,分子间相互碰撞很频繁。从有关资料显示来看,在标准状态下,甲醛分子的自由运动速度约为450米/秒,一个甲醛分子与其他分子每秒要碰撞109次。此时,碰撞分子的直径与活性炭孔隙如果匹配,即被吸附了。无论是传统的活性炭,还是炒得比较多的改性活性炭,由于其孔隙过大,吸附能力都有限。
五、玛雅蓝除甲醛
除甲醛的方法有很多,目前效果*澳门新葡亰娱乐场手机版,好的是玛雅蓝,它是以凹凸棒土及海泡石为基础的吸附剂,通过加入硅藻土、电气石等其它天然矿物质,经过特殊加工工艺制作而成,其内部孔隙的孔径在0.27-0.98纳米之间,呈晶体排列。同时具有弱电性,甲醛、氨、苯、甲苯、二甲苯的分子直径都在0.4-0.62纳米之间,且都是极性分子,具有优*吸附甲醛、苯、TVOC等有害气体的特点,达到净化室内空气的效果。它可以将甲醛吸附并分解掉,而且经过太阳暴晒后可以重复使用。
除甲醛常见误区 1、用水、醋、红茶泡水来去除甲醛;
网上很多人介绍说,由于甲醛溶于水,可以在家里多放几个水盆用来吸收甲醛,或者用醋或红茶泡水等方法。甲醛易溶于水、水、醇和醚这是事实,空气中的游离甲醛运动过程中遇到水后会溶入其中,这与活性炭的吸附原理类似。一盆水与空气的接触面积只有水盆的大小,而1克活性炭内部孔隙的比表面积可以达到一个足球场那么大。即使在房间内放一百盆水,其实吸附效果不会比一小包活性炭强多少。因此利用水、红茶、醋等方法来吸附甲醛,显然是不现实的。甲醛的释放与室内的温度和湿度密切相关,空气中温度增加,甲醛的释放量会大大增加。实验结果表明,空气中相对湿度增加10%,室内甲醛释放量会增加5%左右。
2、通过点蜡等吸走甲醛等; 3、橘子、菠萝等水果不能吸附甲醛;
无论你是未装修的,还是将要买家具的,或是已经买好家具的,我们为你收罗的建议希望可以帮上你的忙。
一、设计时要注意空气对流,卧室里的走入式衣柜*好能完全密闭。
如果你还没有装修房子,设计师给出的几条建议值得大家参考:
1.如果购买家具的经费不是很宽裕,一是尽量少买,二是把大钱用在主卧里,买环保的卧房家具,特别是儿童房的家具尤其要环保,松木等纯实木家具是比较理想的选择。2.主卧的空间设计要注意空气能够对流。如果要设计成现在比较流行的书房、主卧打通的起居室,书柜采取玻璃、不锈钢等材质可减少板材污染。3.现在一般人家里都会设计一个走入式衣柜,从移门里进去后,衣柜*澳门新葡亰app网站,是敞开着的,这样到了夏天,明明都是环保的板材,却会集中排放污染物。建议给走入式衣柜装一扇可以完全密闭的门。如果条件允许,可以把走入式衣柜设计到主卧边上单*的某个房间。4.采用杉木集成板、欧松板做家具较为环保。
二、浅色布艺沙发污染少很多,家具提前购买,在入住前提早散味。
1.买布艺沙发时,要拆开靠垫,摸摸布料的反面,如果摸上去两面都比较柔软的好一些。2.尽量买浅色布艺沙发,染色剂用得少,化学污染自然也少。3.买板材家具要关注细节,打开抽屉看接缝,看看衣柜的背板,问清楚用的是何种板材。4.密度板是杂木粉碎后再用胶水粘起来的,相对其他板材污染重一些,若非得买此类板材做的家具,*好检查封边技术是否到位。5.现在很多人都知道装修好后要等上一段时间再住,但家具总是在住进去后才分批运到,这是个误区。家具*好提前购买,装修完工时家具也到了,这样放置一段时间后,味道会散去很多。还可以在房间里多放几盆吊兰等植物去味。
三、把有“毒”家具的面料水洗,抽屉拉开放到太阳下晒,夏季把大部分家具从主卧搬出来。
如果你已经装修好房子,已经花钱买了很多家具,难道只能把家具处理掉?这样未免又太浪费了些。
1.洗:如果家具上的面料有味道,可以拆卸下来水洗一下,甲醛易溶于水。2.晒:夏季时,人不在家,可以开窗,把抽屉和柜门打开让气味挥发。或者可以在早晨太阳不是很猛烈时,把抽屉拿到太阳下晒晒,可以挥发得快一些。也可以放几包活性炭在抽屉里,过一段时间把炭包晒晒还能继续用。3.搬:不要嫌麻烦,夏季时把主卧里的家具尽量搬空,可以暂时用纸箱等代替衣柜和床头柜,到了秋冬气温低了再搬回去。

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