Perché gli oscilloscopi utilizzano SMPS anziché alimentatori lineari?

Mi chiedo perché gli oscilloscopi digitali utilizzino alimentatori a commutazione anziché alimentatori lineari.

L'SMPS ha un'efficienza maggiore, ma può produrre del rumore durante la commutazione ad alta frequenza (PWM) e anche EMI che possono influenzare il segnale mostrato sul display.

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— MAK
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Pensi che non ci sia un trasformatore in un SMPS? C'è un trasformatore anche in un SMPS. Ma è più piccolo che in una fornitura lineare perché la frequenza di commutazione. è molto più alto di 50 / 60Hz. Torna alla tua domanda il motivo principale è il denaro e il peso. La fornitura lineare è più voluminosa e più costosa.

— user16307

@ user16307 Non rispondere alle domande nella sezione commenti.

— pipe

I circuiti digitali nel DSO sono molto più rumorosi degli SMPS, più grandi dI / dt e dV / dt. Se guardi gli ambiti di fascia alta, l'intero front-end analogico si trova in una scatola di schermatura, nel tentativo di filtrare tutto il rumore di commutazione a bordo, non solo l'SMPS.

— sstobbe,

Una sola parola: prezzo.

— Winny

La generazione di calore e il peso sono questioni importanti nelle apparecchiature portatili. Il design dell'alimentatore a commutazione negli oscilloscopi utilizza tecniche come il funzionamento in modalità risonante con commutazione a zero volt per ridurre al minimo la generazione di rumore pur avendo i vantaggi di alta efficienza e peso ridotto.

— Kevin White

Risposte:

I vantaggi SMPS rispetto alle forniture lineari, di compattezza, alta efficienza, quindi riscaldamento ridotto, leggerezza e ampia gamma di tensioni di ingresso, sono molto preziosi in apparecchiature portatili come un oscilloscopio.

I principali svantaggi di SMPS rispetto agli alimentatori lineari sono la commutazione del rumore sull'uscita e l'EMI irradiato.

(La complessità del circuito era considerata un altro ma non al giorno d'oggi.)

Un filtro di uscita ben progettato può ridurre ("rimuovere") questo rumore in modo affidabile e un oscilloscopio ha un costo abbastanza elevato da permetterselo.

— TonyM
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Se si segue una corretta progettazione, il rumore di commutazione non dovrebbe influire sulle letture e l'oscilloscopio pesa meno, occupa meno spazio e consuma meno energia. Pertanto, molti vantaggi per un singolo aumento delle difficoltà ingegneristiche.

— Jarrod Christman
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Si noti inoltre che gli oscilloscopi di solito non sono nemmeno strumenti di misura di precisione. La maggior parte sono solo 8 bit.

— DKNguyen,

L'output SMPS può anche essere post-regolato utilizzando regolatori lineari che offrono il meglio di entrambi i mondi: buona efficienza e output molto pulito.

— filo

@filo, il rumore ad alta frequenza passerà direttamente attraverso i regolatori lineari - non taglieranno magicamente la parte superiore del grafico della tensione :-) Questo può essere fatto solo con il filtro. Potresti inserirlo in regolatori lineari ma non era questo il punto.

— TonyM,

@TonyM è vero, ma se hai un buon regolatore lineare che "smorza" la maggior parte dell'energia nelle fluttuazioni di tensione, allora molto più piccolo (o meno diverso, vedi il buon ole "ha bisogno di una ceramica in parallelo a un cappuccio elettrolitico, uno ha una capacità ridotta, l'altro piccolo "ESR" può essere utilizzato.

— Marcus Müller,

Alle alte frequenze, il regolatore lineare ha bisogno di aiuto: un filtro passa-basso composto da un induttore in serie (forse con un Rdampen parallelo 1-10 ohm) e un grande condensatore di shunt che si collega a un ampio bus GND o a un piano GND.

— analogsystemsrf