一、项目背景和客户需求

　　西北地区某高校电气工程学院的一个研究生课题组，正在做宽禁带器件驱动电路和变流器样机的测试。这个课题要测 SiC MOSFET 的开关波形、驱动信号时序和样机的输出电流，测试周期预计是一个学期，也就是 4 个月。

　　课题组原来用的示波器是实验室多年前买的老机器，带宽只有 100 MHz，采样率 1 GS/s。测 SiC 器件的开关边沿时，开关波形被拍得很圆，上升时间根本读不准，研究生做出来的数据和文献里的数值对不上。如果新买一台 500 MHz 带宽的四通道示波器，采购流程要走设备处的招标，一个学期根本批不下来，课题进度等不起。课题组的老师评估之后，决定先租一台用起来，等课题做完再考虑长期采购。

　　课题组提出来的测试需求比较明确：

　　要测 SiC MOSFET 的开关波形，开关边沿在几十纳秒量级，示波器带宽要够;

　　要同时看栅极驱动信号、漏源电压和输出电流，至少需要四路通道;

　　要记录长时间的工况数据，比如一次完整的启停过程，存储深度要够;

　　课题组有四五个研究生轮流用，界面要好上手，参数不能一换人就乱。

　　二、方案选型过程

　　接到课题组咨询之后，我们的工程师先没有直接报租赁价格，然后和课题组的指导老师通了一次电话，逐项确认了下面这些参数。

　　第一，带宽。SiC 器件的开关边沿在几十纳秒量级，按五倍带宽的经验估算，工程师选横河 DLM3054 混合信号示波器，500 MHz 带宽，测几十纳秒的边沿有足够的余量，振铃和过冲都能记录下来。

　　第二，通道数。课题组要同时看驱动信号、漏源电压、输出电流和一路温度或者位置反馈信号，工程师确认 DLM3054 有 4 路模拟通道，如果需要看驱动芯片的逻辑时序，还可以把其中一路切换成 8 位逻辑输入，模拟通道和逻辑通道混着用。

　　第三，采样率和存储深度。课题组的样机开关频率在几十 kHz，工程师确认 DLM3054 最高采样率 2.5 GS/s，最大存储深度 500 M 点，长时间捕获工况数据的时候采样率还能保持在够用的水平，不会为了延长记录时间把采样率降下来。

　　第四，操作便利性。课题组是几个研究生轮流用，工程师确认 DLM3054 是 8.4 英寸电容触摸屏，常用测量项在屏幕上直接点选，参数设置可以存成文件，换人使用的时候直接调出来，不用每次都重新配一遍。

　　最终选型方案是这样：横河 DLM3054 混合信号示波器 1 台，配套带 4 支无源探头、差分探头接口和 USB 存储，租赁周期 4 个月。

　　三、租赁交付和全程技术指导

　　设备发货之前，我们的工程师先对 DLM3054 做了一次完整的开机自检和通道校准，确认四路通道的垂直精度和时基都正常，探头也逐支检查过补偿，然后才打包发往学校实验室。

　　设备到场之后，课题组的研究生第一次测开关波形就遇到了一个问题：同一个信号，两个同学测出来的幅值差了将近十倍。指导老师把两张截图发给我们。我们的工程师远程看了一眼通道设置，判断是探头衰减比和通道设置不一致，有一支探头是 10:1 的，但是通道菜单里设成了 1:1，仪器按 1:1 换算，读出来的幅值就大了十倍。工程师指导同学把通道的探头衰减比改成 10:1，然后做一次探头补偿校准。改完之后，两个同学测出来的幅值一致了。

　　第二个问题出现在开关波形的振铃上。研究生用无源探头测漏源电压，探头地线夹直接夹在板子边缘的地上，测出来的波形上叠了很大的高频振铃，同学一开始以为是电路振荡。我们的工程师远程看了一下接地点，判断是探头地线太长，地线的引线电感在高 di/dt 的开关瞬间产生了电压尖峰。工程师指导同学把探头换成弹簧地针，把接地点挪到离被测点最近的器件地脚上，同时把测量方式改成差分或者用光隔离探头。调整之后，振铃明显减小，真实的开关过冲才看得清楚。

　　第三个问题出现在长时间捕获上。课题组要记录一次完整的启停过程，一开始把时基拉到很长，结果开关细节全糊在一起了。我们的工程师远程指导同学用单次触发配合分段存储，把触发条件设在启动瞬间，前段用短时基看开关细节，后段用长时基看整体趋势，两段数据分开存。调整之后，既看清了开关波形，又记录下了完整的工况过程。

　　整个 4 个月租赁期间，课题组在触发设置、逻辑通道配置、波形数据导出和报告截图这些环节上又陆续问过几次问题，我们的工程师都在当天做了远程回复，有几回还配合同学做了屏幕共享，一步一步带着设置。租赁期间全程技术指导是安泰测试科技的标配服务。安泰测试科技全程提供技术支持，联系方式 18682985902(同微信)，课题组遇到设备或者测试上的问题，直接打电话或者加微信都能找到工程师。

　　四、实施结果

　　课题组用这台 DLM3054 在一个学期内完成了课题的全部测试任务：

　　测了 SiC MOSFET 在不同栅极电阻和不同母线电压下的开关波形，记录了上升时间、下降时间和开关过冲数据，和文献里的数值对上了;

　　同步记录了驱动信号和漏源电压，验证了驱动芯片的死区设置和保护时序;

　　记录了样机从启动到满载再到停机的完整工况数据，给课题论文的波形图提供了素材;

　　研究生把测试参数存成了设置文件，后面几届学生做同类实验可以直接调用，不用从头摸索。

　　学期结束之后，设备按期退回安泰测试科技库房。课题组指导老师反馈，租赁方案让课题在一个学期内就用上了够用的测试条件，没有卡在设备采购流程上;而且工程师的远程指导对研究生帮助很大，很多基础设置问题当场就解决了，不用自己翻手册猜。

　　五、这套租赁方案适合哪些场景

　　横河 DLM3054 混合信号示波器适合下面几类测试任务：

　　高校电力电子、电机驱动和新能源课题中的功率器件开关波形测试;

　　变流器、逆变器和开关电源样机的调试和性能验证;

　　数字电路和混合信号电路的时序分析，模拟通道和逻辑通道混用;

　　实验室短期项目或者毕业设计需要临时提升测试能力的场景;

　　企业研发部门在样机阶段临时补充四通道示波器的场合。

　　如果你的项目周期在一个学期或者三到六个月之间，课题需要 500 MHz 级别的带宽，学校采购流程又比较慢，可以考虑租赁方案。安泰测试科技的工程师会先和你确认被测信号的速度、通道数量和存储深度要求，然后给出对应的配置方案。

　　六、常见问题

　　问：DLM3054 和实验室常见的入门示波器有什么区别?

　　答：入门示波器带宽一般在 100 MHz 到 200 MHz，采样率 1 GS/s 左右，测工频信号和普通数字信号够用，但是测 SiC、GaN 这类宽禁带器件的开关边沿就不够了。DLM3054 是 500 MHz 带宽、2.5 GS/s 采样率，开关边沿和振铃细节都能记录下来。

　　问：四路模拟通道够用吗?

　　答：多数功率器件测试够用。典型的接法是栅极驱动信号、漏源电压、输出电流，剩下一路接温度或者位置反馈。如果还要看驱动芯片的逻辑时序，DLM3054 可以把其中一路切换成 8 位逻辑输入，模拟和逻辑混着用。

　　问：为什么同一个信号两个人测出来幅值不一样?

　　答：最常见的原因是探头衰减比和通道设置不一致。10:1 的探头如果通道里设成 1:1，读出来的幅值会大十倍。每次换探头之后，先确认通道菜单里的衰减比和探头上的标识一致，再做一次探头补偿。

　　问：测开关波形振铃很大，是电路真的在振荡吗?

　　答：不一定。无源探头的地线太长，引线电感在高 di/dt 的开关瞬间会产生电压尖峰，看起来像振铃。把探头换成弹簧地针，接地点挪到离被测点最近的器件地脚上，或者改用差分测量，就能分清楚哪些是电路真实的过冲，哪些是测量引入的假信号。

　　问：设备是几个同学轮流用，参数容易乱，有什么办法?

　　答：DLM3054 可以把整套设置存成文件，包括通道、时基、触发和测量项，换人使用的时候直接调出来就行。建议课题组按实验类型各存一份模板，比如开关测试、工况记录、逻辑时序各一份。我们的工程师会远程指导设置文件的保存和调用。

　　问：租赁流程大概是什么样?

　　答：课题组先把测试需求发给我们，工程师确认信号速度、通道数量和存储深度要求，然后给出配置方案和租赁报价。学校这边走完内部流程之后我们发货，设备到场后工程师远程协助探头校准和基础设置。租赁期间有技术问题随时联系工程师，项目结束之后安排退租。