示波器多通道同步測(cè)試與接地點(diǎn)優(yōu)化實(shí)踐——以 Buck 型 DCDC 轉(zhuǎn)換器為例

一、測(cè)試場(chǎng)景與目標(biāo)

1. 被測(cè)對(duì)象

12V 輸入轉(zhuǎn) 5V/3A 輸出的同步 Buck 轉(zhuǎn)換器，需驗(yàn)證：

輸入電壓紋波（CH1）、輸出電壓穩(wěn)定性（CH2）

開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)序（CH3）、電感電流波形（CH4）

不同接地點(diǎn)對(duì)測(cè)量精度的影響

2. 核心需求

4 通道同步采樣，時(shí)序偏差≤1μs

區(qū)分芯片近端地、PCB 平面地、機(jī)殼接地三種場(chǎng)景

規(guī)避接地環(huán)路導(dǎo)致的波形失真和設(shè)備損壞風(fēng)險(xiǎn)

二、測(cè)試設(shè)備配置

三、多通道接線與接地點(diǎn)設(shè)計(jì)

1. 通道分配原則

CH1：輸入電壓（Vin）→ 測(cè)量電解電容兩端

CH2：輸出電壓（Vout）→ 測(cè)量負(fù)載電阻近端

CH3：驅(qū)動(dòng)信號(hào)（Gate）→ 開關(guān)管柵極

CH4：電感電流（IL）→ 串聯(lián)在功率電感回路

2. 三種接地點(diǎn)實(shí)施方案

關(guān)鍵操作：所有探頭接地線均采用最短路徑，避免形成≥3cm 的環(huán)路（參考摘要 2：2cm 接地線振蕩最?。?；示波器電源線采用 2 芯無接地設(shè)計(jì)，規(guī)避市電短路風(fēng)險(xiǎn)（參考摘要 3）。

四、測(cè)試參數(shù)設(shè)置

同步觸發(fā)配置：

觸發(fā)源：CH3（驅(qū)動(dòng)信號(hào)上升沿）

觸發(fā)電平：2.5V（邏輯高電平閾值）

采樣率：2.5GSa/s，存儲(chǔ)深度：1Mpts（確保捕獲 10 個(gè)開關(guān)周期）

通道參數(shù)：

CH1/CH2：1V/div，DC 耦合，10:1 衰減

CH3：500mV/div，DC 耦合，1:1 衰減

CH4：1A/div（電流探頭增益），AC 耦合

五、不同接地點(diǎn)測(cè)試結(jié)果對(duì)比

1. 波形對(duì)比分析

2. 典型問題與解決

問題 1：機(jī)殼接地時(shí)出現(xiàn)電流波形過沖

原因：20cm 長(zhǎng)接地線形成大電感（≈1μH），與分布電容諧振

解決：改用星形接地柱縮短接地路徑，過沖降至 ±0.3A

問題 2：PCB 平面地測(cè)量時(shí)紋波翻倍

原因：輸入輸出地平面存在 30mV 共模電壓（萬用表實(shí)測(cè)）

解決：采用差分探頭重新測(cè)量（CH1-CH2），紋波恢復(fù)至 22mV

六、多通道測(cè)試關(guān)鍵技巧

同步精度保障：

統(tǒng)一示波器參考時(shí)鐘，避免多機(jī)互聯(lián)時(shí)差（雙機(jī)同步誤差≤4.8μs）

所有探頭校準(zhǔn)延遲補(bǔ)償（示波器自動(dòng)校準(zhǔn)功能）

接地安全規(guī)范：

測(cè)量高壓信號(hào)（如 Vin=12V）前，用萬用表確認(rèn)被測(cè)地與示波器地?zé)o電位差

優(yōu)先使用差分探頭測(cè)量浮地信號(hào)，避免直接接地導(dǎo)致短路

七、工程應(yīng)用總結(jié)

接地點(diǎn)選擇原則：

高速信號(hào)（驅(qū)動(dòng)、時(shí)鐘）→ 芯片近端地（≤3cm 地線）

電源紋波測(cè)量 → PCB 電源平面地（就近接地）

強(qiáng)干擾環(huán)境 → 星形接地柱 + 差分探頭組合

多通道擴(kuò)展方案：

通道數(shù)不足時(shí)，采用雙機(jī)互聯(lián)（需同品牌示波器）

混合信號(hào)測(cè)試（電壓 + 電流 + 溫度）→ 搭配邏輯分析儀模塊

以上內(nèi)容由普科科技/PRBTEK整理分享， 西安普科電子科技有限公司致力于示波器測(cè)試附件配件研發(fā)、生產(chǎn)、銷售，涵蓋產(chǎn)品包含電流探頭、差分探頭、高壓探頭、無源探頭、羅氏線圈、電流互感器、射頻測(cè)試線纜及測(cè)試附件線等。旨在為用戶提供高品質(zhì)的探頭附件，打造探頭附件國(guó)產(chǎn)化知名品牌。更多信息，歡迎登陸官方網(wǎng)站進(jìn)行咨詢：http://www.jmcsled.cn/