¿Por qué los osciloscopios usan SMPS en lugar de fuentes de alimentación lineales?

Me pregunto por qué los osciloscopios digitales utilizan fuentes de alimentación conmutadas en lugar de fuentes de alimentación lineales.

El SMPS tiene una mayor eficiencia, pero puede producir algo de ruido durante la conmutación de alta frecuencia (PWM) y también EMI que puede afectar la señal que se muestra en la pantalla.

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— MAK
fuente

¿Crees que no hay transformador en un SMPS? También hay un transformador en un SMPS. Pero es más pequeño que en un suministro lineal porque la frecuencia de conmutación. es mucho más alto que 50 / 60Hz. Volviendo a su pregunta, la razón principal es el dinero y el peso. El suministro lineal es más voluminoso y más costoso.

— user16307

@ user16307 No responda preguntas en la sección de comentarios.

— tubería

El circuito digital en el DSO es mucho más ruidoso que el SMPS, dI / dt y dV / dt más grandes. Si observa los alcances de gama alta, todo el front-end analógico está en una lata de protección, en un intento de filtrar todo el ruido de conmutación a bordo, no solo el SMPS.

— sstobbe

Una palabra: precio.

— winny

La generación de calor y el peso son cuestiones importantes en los equipos portátiles. El diseño de la fuente de alimentación conmutada en los osciloscopios utiliza técnicas como la operación en modo resonante con conmutación de cero voltios para minimizar la generación de ruido y al mismo tiempo tener las ventajas de alta eficiencia y bajo peso.

— Kevin White

Respuestas:

Las ventajas de SMPS sobre los suministros lineales, de compacidad, alta eficiencia, por lo que un calentamiento bajo, un peso ligero y un amplio rango de voltaje de entrada, son muy valiosas en equipos portátiles como un osciloscopio.

Las principales desventajas de SMPS sobre los suministros lineales son el ruido de conmutación en la salida y la EMI radiada.

(La complejidad del circuito solía considerarse otra pero no hoy en día).

El filtrado de salida bien diseñado puede reducir de manera confiable ('eliminar') este ruido y un osciloscopio tiene un costo lo suficientemente alto como para permitírselo.

— TonyM
fuente

Si se sigue una ingeniería adecuada, el ruido de conmutación no debería afectar las lecturas y el osciloscopio pesa menos, ocupa menos espacio y consume menos energía. Por lo tanto, muchos beneficios a un solo aumento en la dificultad de ingeniería.

— Jarrod Christman
fuente

También tenga en cuenta que los osciloscopios tampoco suelen ser instrumentos de medición de precisión. La mayoría son solo de 8 bits.

— DKNguyen

La salida SMPS también se puede regular posteriormente mediante reguladores lineales que ofrecen lo mejor de ambos mundos: buena eficiencia y salida muy limpia.

— filo

@filo, el ruido de alta frecuencia pasará directamente a través de reguladores lineales; no cortarán mágicamente la parte superior del gráfico de voltaje :-) Eso solo se puede hacer mediante filtrado. Podría introducir eso en reguladores lineales, pero ese no era su punto.

— TonyM

@TonyM es cierto, pero si tiene un buen regulador lineal que "amortigua" la mayoría de la energía en las fluctuaciones de voltaje, entonces mucho más pequeño (o menos diferente, vea que el buen ole "necesita una cerámica en paralelo a una tapa electrolítica, uno tiene una capacidad pequeña, los otros componentes de filtrado pequeños ESR ") se pueden usar.

— Marcus Müller

A altas frecuencias, el regulador lineal necesita ayuda: un filtro de paso bajo compuesto por un inductor en serie (quizás con un Rdampen paralelo de 1-10 ohmios) y un condensador de derivación grande que se conecta a un bus GND ancho o a un plano GND.

— analogsystemsrf