使用便携式混合信号示波器测量功率

如果您将 WaveForms 软件与来自 Digilent 的 Analog Discovery Pro 示波器一起使用，则测量 RC 电路的功耗很容易。 由于示波器仅测量电压，因此该项目使用传感电阻器在示波器的数学通道的帮助下计算电路的功率。 由此，很容易确定电阻和电容的功率。

Digilent的Analog Discovery Pro (222-2681) 有两种型号：双通道或四通道高分辨率示波器，分辨率为 14 位，采样率高达 0.5 GSamples/s。 Analog Discovery Pro 拥有 16 个数字通道，是一款真正的混合信号示波器。 它还具有一个数字电源、数字输出、两个外部触发输入和一个两通道任意波形发生器。 用户可以通过免费的 WaveForms 软件对其进行控制，该软件包括十二种不同的仪器，可用于分析混合信号系统。

该软件一旦通过 USB 连接到 Digilent 的便携式示波器、逻辑分析仪和函数发生器产品（如 Analog Discovery Pro），就可以通过功能强大的仪器套件在您的个人计算机上进行模拟和数字设计。 WaveForms 为每台仪器提供干净、易于使用的图形界面，并简化了模拟和数字信号的采集、存储、分析、可视化以及创建和重用。

硬件设置

首先如图所示构建电路，并按照建议连接波形发生器的输出。 确保将探头接地，它们是单端的。

虚拟仪器

将 Wavegen 仪器设置为创建频率为 20 kHz、幅度为 5 V 的正弦波。

接下来打开 Scope 仪器并启用通道 1、2 和 3。将通道 1 的范围调整为 5 mV/div，将通道 2 和 3 的范围调整为 1 V/div，并将时基设置为 10 µs/div . 单击“运行所有仪器”以同时启动 Wavegen 仪器和 Scope 仪器。

现在您可以计算电流和功率。 使用“添加通道”下拉菜单将数学通道添加到示波器，并选择“自定义”作为类型； WaveForms 会将其绘制在与电压测量相同的窗口中。 将显示一个新窗口。 在这里，输入“(C2-C1)*C1/Rs”。 Rs 是感应电阻的值。 这指示数学通道从通道 2 的电压中减去通道 1 测量的电压，得到 RC 元件上的电压，然后乘以通过系统的电流。 将单位设置为“W”，范围设置为 20 mW/div。

计算电阻的功率遵循相同的方案：添加另一个数学通道并在对话框中输入“(C3-C1)*C1/Rs”。 否则，请使用与以前相同的设置。

如果您对电容器的功率感兴趣，请从电路两端的电压中减去电阻器和分流器上的电压，然后将结果乘以电路的电流。 为此添加一个范围为 1 mW/div 的第三个数学通道。

通道可能有噪声，但您可以对多个样本中的每个信号进行平均。 转到“查看”→“测量”并添加“定义的测量”。 首先，选择“Math1”→“Vertical”并突出显示“Average”。 单击“添加”并为其他两个数学通道重复此操作。 最后，关闭对话框。

Digilent参考页面上提供了该项目的完整指南。