高幅度任意波形/函数发生器简化汽车、半导体、科学和工业应用中的测量
许多电子设计应用要求的激励源幅度超出了当前市场上大多数任意波形/函数发生器的能力，包括电源半导体应用，如汽车电子系统和电感器厂家开关电源中广泛使用的MOSFETs和IGBTs，气相色谱和质谱检测器使用的放大器，以及科学和工业应用中使用的其它设备。
一般来说，任意波形/函数发生器为50欧姆负荷提供最高10 Vpp的幅度，为开路提供最高20 Vpp的幅度。上述设备通常在两倍的输入范围上工作。直到现在，在整个工作范围上测试这些设备通常要求使用一台放大器，来提升标准发生器提供的信号。这种方法提高了测试设置的复杂性，给放大器输出上的有效幅度带来了不确定性，增加了设备成本。
本文描述了使用外部放大器生成高幅度信号的传统方法，然后讨论了典型应用，说明了使用集成高幅度阶段的新型任意波形/ 函数发生器的各种优势。
传统方法
图1 使用外部放大器时的测量设置
图1是标准任意波形/函数发生器的典型测量设置，它增加了一台放大器，把幅度提升到要求的水平。发生器输出连接到放大器输入上。某些放大器允许配置输入和/或输出，以与不同的源阻抗和/或负荷阻抗相匹配。一般来说，提升幅度的放大器没有显示器，因此必须使用示波器或其它测量设备监测有效输出幅度。这进一步提高了测量设置的复杂性，要求额外的时间，特别是在测试前和测试期间需要调节和检验幅度水平时。
测量电源MOSFET上的开关时间
电源MOSFET用于各种汽车运动控制、电源管理和气候控制应用中。它们驱动小型马达、螺线管、防抱死刹车、电动转向和电子稳定编程系统及H.I.D灯使用的点火电路。它们还是集成式起动器/交流发电机的关键组件。
图2 一个DC马达驱动器中四个MOSFET的H电桥配置
图3 MOSFET示意图和等效电路。
图2显示了驱动DC马达的H电桥拓扑中使用的MOSFET实例。这一配置提供了前向、后向和制动功能。
在作为开关使用时，MOSFET的基本功能是通过门信号控制漏电流。在这些应用中，开关时间是电路设计人员选择元件时考虑的一个重要指标。MOSFET的开关性能取决于通过内部电容建立电压变化所需的时间(参见图3)。注意，门源电压必须先把MOSFET的输入电容变成特性门限电平，然后漏电流才能起动。
图4 测量电源MOS绕行电感FET开关时间的设置。
图5 AFG3011直接在显示器上显示幅度。
图6 测量电源MOSFET的开关时间。
与时间相关需要关注的参数是起动时延和关闭时延及上升时间和下降时间。为测量这些参数，应使用来自信号发生器输入的窄脉冲激励MOSFET的门，然后使用示绕行电感器波器测量门电压和漏电压(参见图4)。
通过使用集成高幅度输出阶段的任意波形/函数发生器，而不是外部放大器，用户可以直接查看MOSFET输入电路上的有效信号幅度，而不需使用示波器测量幅度。
现在，通过示波器屏幕显示的曲线中的光标测量，可以方便地确定起动时延。起动时延是从门源电压达到风华电感最后值10%时到漏源电压下降到初始值90%时所需的时间。类似的，关闭时延是从门源电压下降到前一水平90%时到漏源电压上升到供电电压10%时所需的时间。为测量漏极信号的上升时间和下降时间，现代示波器提供了方便的自动化测量功能。
电感生产图7 IGBT电路符号和等效电路。
图8 IGBT门驱动电路和开关测试电路。
分析IGBT的开关波形
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