Почему осциллографы используют SMPS вместо линейных источников питания?

Мне интересно, почему цифровые осциллографы используют импульсные источники питания вместо линейных источников питания.

SMPS имеет более высокую эффективность, но он может создавать некоторый шум во время высокочастотного переключения (ШИМ), а также электромагнитные помехи, которые могут влиять на сигнал, отображаемый на дисплее.

switch-mode-power-supply oscilloscope emc

— MAK
источник

Как вы думаете, в SMPS нет трансформатора? В SMPS тоже есть трансформатор. Но это меньше, чем при линейном питании, потому что частота переключения. намного выше, чем 50/60 Гц. Возвращаясь к вашему вопросу, главная причина - деньги и вес. Линейная поставка громоздка и дороже.

— user16307

@ user16307 Не отвечайте на вопросы в разделе комментариев.

— труба

Цифровая схема в DSO намного шумнее, чем SMPS, больше dI / dt и dV / dt. Если вы посмотрите на высококлассные области, весь аналоговый интерфейс находится в защитном корпусе, пытаясь отфильтровать все переключающие шумы на плате, а не только SMPS.

— sstobbe

Одним словом: цена.

— Винни

Выделение тепла и вес являются важными вопросами в портативном оборудовании. В конструкции импульсного источника питания в осциллографах используются такие методы, как работа в резонансном режиме с переключением при нулевом напряжении, чтобы минимизировать генерацию шума, сохраняя при этом преимущества высокой эффективности и малого веса.

— Кевин Уайт

Ответы:

Преимущества SMPS перед линейными источниками питания, компактность, высокая эффективность, низкий нагрев, малый вес и широкий диапазон входного напряжения очень ценны в портативном оборудовании, таком как осциллограф.

Основными недостатками SMPS по сравнению с линейными источниками питания являются шум переключения на выходе и излучаемое электромагнитное излучение.

(Раньше сложность схемы считалась другой, но не сейчас.)

Хорошо спроектированная выходная фильтрация может надежно уменьшить («убрать») этот шум, а осциллограф имеет достаточно высокую стоимость, чтобы его позволить.

— TonyM
источник

При правильном проектировании шум переключения не должен влиять на показания, а осциллограф весит меньше, занимает меньше места и потребляет меньше энергии. Таким образом, много преимуществ для одного увеличения инженерной сложности.

— Джаррод Кристман
источник

Также обратите внимание, что осциллографы обычно не являются точными измерительными приборами. Большинство из них только 8 бит.

— DKNguyen

Выход SMPS также можно пострегулировать, используя линейные регуляторы, дающие лучшее из обоих миров - хорошую эффективность и очень чистый выход.

— filo

@filo, высокочастотный шум будет проходить прямо через линейные регуляторы - они волшебным образом не отрезают верхнюю часть графика напряжения :-) Это можно сделать только путем фильтрации. Вы можете добавить это в линейные регуляторы, но это не ваша точка зрения.

— TonyM

@TonyM это правда, но если у вас есть хороший линейный регулятор, «гасящий» большую часть энергии при колебаниях напряжения, то гораздо меньшему (или меньше разному, смотрите хороший оле) нужно керамику параллельно электролитической крышке, одна имеет небольшую емкость, другая - маленькие фильтрующие компоненты ESR ").

— Маркус Мюллер

На высоких частотах линейный регулятор нуждается в помощи: фильтр нижних частот, состоящий из последовательного индуктора (возможно, с параллельным Rdampen 1-10 Ом) и большого шунтирующего конденсатора, который подключается к широкой шине GND или к плоскости GND.

— analogsystemsrf