我实际上拥有一个FY3200S信号发生器。当我购买它时,我已经知道它内部的开关电源质量有问题,并且据报道有大的漏地电流。因此,我用一个简单的稳压线性电源(对于这些单元来说是相当常见的模块)代替了内置开关模式电源。如果您想走这条路,请注意,您需要提供+ 12V,-12V和+ 5V。
我设法找到了信号发生器的原始开关模式PSU,因此我将其备份,并使用原始开关和新的线性电源进行了多次测量。在构建线性电源时,我可能应该这样做,但是嘿\ _(ツ)_ /¯
电源设计
线性电源非常简单:
模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图
LED有助于调试,并有助于确保空载条件下的导轨处于调节状态。在进行此操作时,我针对当前需求进行了测量,但是我忘记了结果,也找不到关于该项目的注释。变压器分别具有133mA(每个+ 12V和-12V)和425mA(+ 5V)的能力。我记得我的设计没有多少净空,所以也许这些数字对您有所帮助。
您的问题中的电源电路对我来说似乎可以接受(尽管我没有计算数字)。除了使用单个变压器并从+ 12V电源轨获得+ 5V之外,其他方法相似。我希望它能很好地工作,只要确保变压器可以提供足够的电流,即可为一条支路同时为+ 12V和+ 5V供电。研究如何确定变压器和电容器的尺寸;关于该主题应该有很多信息。这些 答案可能是一个很好的起点。
该实现比原理图更混乱,因为我必须处理周围放置的任何部件。特别是,5V电源由两个互为桥式变压器并联的变压器供电,我不得不在±12V电源上使用串联电容器(带有平衡电阻)以获得适当的额定电压(整流后的变压器输出为24VDC)空载情况下接地)。
测试设置说明
请注意,我的测试设置可能很糟糕。我的主电源插座都没有安全接地(我知道☹...),因此这些测量的接地参考是一根连接到中央加热管(金属并在中央加热器处接地)的电线。另外,到处都有长电线,会拾取噪音,等等。
使用Rigol DS1104Z捕获波形;万用表测量使用EEVBlog 121GW(我先尝试了Fluke 17B +,但是在测量> 500Hz AC时很糟糕)。
对于测试,我仅测试了FY3200S的通道1。其输出设置为10Vpp 1kHz正弦波。我还使用10Vpp 1kHz方波执行了所有测试,但是没有产生任何新信息,因此省略了这些结果。我还使用0V DC信号进行PSU噪声测量。
测量
在以下结果中,我将始终在左侧具有原始的开关模式PSU,在右侧具有替换的线性PSU。
波形图
首先捕获测试波形。看起来很干净,PSU之间没有区别。
电源开关噪音
将信号发生器设置为产生0V DC“信号”,这就是信号的捕获(50mV / div,5µs / div)。左图显示了约37kHz的开关纹波,右图则没有:
开关纹波的特写(50mV / div,50ns / div)。左图显示了开关纹波。正确的图像似乎只是具有随机噪声(有时示波器会触发,有时不会触发):
波形测量
万用表在999.9Hz处测量的正弦波为3.515VAC RMS(适用于10Vpp)。
方波在999.9Hz处测得4.933VAC RMS(足够接近)。
两个PSU之间没有显着差异。
直流偏移
用万用表在直流模式下测量信号中的直流偏移。结果:
| switching PSU | linear PSU
------------+----------------+-------------
sine wave | 17.9 mV | 20.7 mV
square wave | 19.1 mV | 23.8 mV
支持切换PSU的差异很小。我怀疑这可能是由于我用于线性PSU的7812/7912线性调节器中的不对称引起的,但是我没有做进一步的研究。
漏电电压
这是问题的核心,也是在这些信号发生器中更换PSU的最常见原因。通过将示波器或万用表挂在我的接地参考(中央加热管)和信号发生器的接地之间来进行测量。信号发生器输出信号本身(10Vpp 1kHz正弦波)未连接。
显然,由于变压器中的电容耦合以及可能的布线,线性PSU仍然会漏电,但它看起来比开关PSU更好(均为50V / div,5ms / div图像):
万用表的测量结果证实,线性PSU(39VAC RMS)的开路接地电压确实比开关PSU(92VAC RMS)的低:
漏电电流
但是真正的区别在于漏电电流。在5.5µA时,这里的线性PSU性能让我有些失望,但是它比334µA的开关PSU好两个数量级!
各种结论
是的。这些东西都配有cr脚的电源。我对其安全性一无所知,在敏感电路上,约0.3mA的泄漏电流会毁掉您的一天。从我在网上阅读的内容来看,一些样品的泄漏电流> 1mA。
但是,用线性电源代替PSU可以大大改善这一点,这可能是一个有趣的小项目。我为每个电源轨使用了线性电源(这也很容易消除开关纹波),但是我听说其他一些使用DC-DC转换器从单个外部12VDC或5VDC电源获得必要的电源轨的人。
如果您想走这条路,还请考虑对不隔离的USB端口进行的操作。
最后,用我的替代线性PSU,结果看起来可以接受。无开关纹波,5µA泄漏电流,30VAC地对地开路(仍然要小心)。它并不完美,但是对于<$ 100美元的用户来说,在业余爱好水平上还可以。
高频信号质量
在最新的编辑中,您添加了“ ...最高可达10MHz”。请注意,这些便宜的信号发生器在较高的频率下效果不佳。例如,如果您需要10MHz的方波,则可能需要花费更多的钱。我添加了FY3200S 10Vpp方波在10kHz,1MHz,6MHz和10MHz处的一些捕获:
我什至不确定10MHz的情况。也许合成器的频率不能被10MHz均分,所以并不是所有的方波脉冲都具有相等的长度,从而导致您可以在此处看到重影。
正弦波更容易,因此它们看起来要好得多,但是在较高的频率下,它们还会显示一些小的失真。