Por que os osciloscópios usam SMPSs em vez de fontes de alimentação lineares?

Gostaria de saber por que os osciloscópios digitais estão usando fontes de alimentação comutadas em vez de fontes lineares.

O SMPS tem uma eficiência mais alta, mas pode produzir algum ruído durante a comutação de alta frequência (PWM) e também EMI que podem afetar o sinal mostrado no visor.

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— MAK
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Você acha que não há transformador em um SMPS? Também há um transformador em um SMPS. Mas é menor do que em uma fonte linear porque a frequência de comutação. é muito superior a 50 / 60Hz. De volta à sua pergunta, o principal motivo é dinheiro e peso. O fornecimento linear é mais volumoso e mais caro.

— user16307

@ user16307 Não responda perguntas na seção de comentários.

— pipe

O circuito digital no DSO é muito mais ruidoso que o SMPS, maior dI / dt e dV / dt. Se você observar os escopos sofisticados, todo o front-end analógico está em uma lata de proteção, na tentativa de filtrar todo o ruído de comutação a bordo, não apenas o SMPS.

— sstobbe

Uma palavra: preço.

— winny

A geração e o peso de calor são questões importantes em equipamentos portáteis. O design da fonte de alimentação de comutação nos osciloscópios usa técnicas como operação em modo ressonante com comutação de zero volt para minimizar a geração de ruído e ainda ter as vantagens de alta eficiência e baixo peso.

— Kevin White

Respostas:

As vantagens do SMPS sobre suprimentos lineares, de compacidade, alta eficiência e baixo aquecimento, peso leve e ampla faixa de tensão de entrada, são muito valiosas em equipamentos portáteis, como um osciloscópio.

As principais desvantagens do SMPS sobre suprimentos lineares são o ruído de comutação na saída e o EMI irradiado.

(A complexidade do circuito costumava ser considerada outra, mas não hoje em dia.)

A filtragem de saída bem projetada pode reduzir ('remover') esse ruído de maneira confiável, e um osciloscópio tem um custo alto o suficiente para permitir isso.

— TonyM
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Se a engenharia adequada for seguida, o ruído de comutação não deve afetar as leituras e o osciloscópio pesa menos, ocupa menos espaço e consome menos energia. Assim, muitos benefícios para um único aumento na dificuldade de engenharia.

— Jarrod Christman
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Observe também que os osciloscópios também não costumam ser instrumentos de medição de precisão. A maioria tem apenas 8 bits.

— DKNguyen

A saída SMPS também pode ser pós-regulada usando reguladores lineares, oferecendo o melhor dos dois mundos - boa eficiência e saída muito limpa.

— Filo

@filo, o ruído de alta frequência passa direto pelos reguladores lineares - eles não cortam magicamente a parte superior do gráfico de tensão :-) Isso só pode ser feito por filtragem. Você poderia alimentar isso em reguladores lineares, mas esse não era o seu ponto.

— TonyM

@TonyM, é verdade, mas se você tem um bom regulador linear "amortecendo" a maioria da energia em flutuações de tensão, então muito menor (ou menos diferente, veja o bom ole "precisa de uma cerâmica paralela a uma tampa eletrolítica, um tem pequena capacitância, os outros pequenos componentes de filtragem ESR ") podem ser usados.

— Marcus Müller

Em altas frequências, o Regulador Linear precisa de ajuda: um filtro passa-baixo composto por indutor em série (talvez com um Rdampen paralelo de 1 a 10 ohms) e um capacitor grande de derivação que se conecta a um barramento GND amplo ou a um plano GND.

— Analogsystemsrf