|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Цифрові люмінофорні осцилографи. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Вимірювальна техніка Ідеальний інструмент для вимірювань у силових ланцюгах Останніми роками помітно збільшилася кількість конструкторських розробок, у межах яких потрібно проводити вимірювання потужності силових ланцюгах. Понад те, саме поняття " вимір потужності " у цих ланцюгах зазнало істотних змін. Причина цього - широке поширення імпульсних джерел живлення, які стали невід'ємною частиною більшості сучасних електронних приладів, включаючи комп'ютери, а також багатьох виробів побутової техніки. Ще порівняно недавно від конструкторів джерел живлення потрібно лише підтвердження, що розроблені ними блоки забезпечують необхідну напругу і струм при заданому рівні пульсацій. Сьогодні завдання розробників ускладнилися. Тепер конструктор зобов'язаний, зокрема, дати повну інформацію про рівні потужності та гармонійний склад перешкод, що генеруються в силову мережу імпульсними джерелами живлення. Ці параметри пристроїв, що розробляються, повинні відповідати вимогам національних і міжнародних стандартів на якість електроенергії в силових мережах (наприклад, американський стандарт IEEE 519-1992). Щоб кваліфіковано перевірити прилади, що розробляються на відповідність цим стандартам, конструктор повинен мати можливість вимірювати вихідні сигнали швидкодіючих перемикаючих транзисторів, напруги шумів, миттєві характеристики потужності і т. д. Для проведення подібних вимірювань при розробці імпульсних джерел живлення і при їх ремонті йому необхідні різні спеціалізовані інструментальні засоби. Значно спростити такі вимірювання дозволяють універсальні осцилографи нового класу – цифрові люмінофорні осцилографи (ЦЛО, англ. DPO – Digital Phosphor Oscilloscope). Ці прилади забезпечують все необхідне для вимірювання потужності, включаючи відображення її змін у реальному масштабі часу, розширені можливості синхронізації та інтелектуальний інтерфейс для роботи з широким спектром пробників (пасивні та активні, струмові, диференціальні). Деякі ЦЛО мають у своєму складі модулі ШПФ (швидке перетворення Фур'є), які суттєво спрощують гармонійний аналіз сигналу. Краще аналогового, краще цифрового... Оскільки завдання, що виникають при дослідженні характеристик джерел живлення, значно ускладнилися, аналогові осцилографи реального часу (АОРВ) і цифрові осцилографи, що запам'ятовують (ЦЗО) сьогодні вже недостатньо ефективні. ЦЗО дозволяють аналізувати процеси, що відбуваються в імпульсних блоках живлення (ДБЖ). Вони мають досить широку смугу пропускання, розвинену систему синхронізації і дозволяють проводити детальний аналіз збереженого в пам'яті сигналу, наприклад, перехідного процесу. Однак через обмеження, пов'язані з послідовною архітектурою ЦЗО, час між сусідніми запусками досить великий, тому важливі деталі сигналу можуть зникнути. Крім того, ЦЗО відображають усі деталі сигналу з однією інтенсивністю, що також призводить до неминучих втрат інформації. Що стосується АОРВ, то вони чудово відображають сигнали, що дозволяють детально відтворювати їх навіть при швидкій зміні. За визначенням АОРВ забезпечують градації інтенсивності зображення на екрані, що відображають частоту появи тих чи інших компонентів сигналу. На жаль, ці осцилографи не запам'ятовують сигнал, не дозволяють робити якісь складні виміри та аналізувати сигнал як ЦЗО. Ось чому конструктори при проектуванні та налагодженні ДБЖ змушені використовувати обидва ці прилади. Завдання поєднання переваг АОРВ і ЦЗО в одному приладі - ЦЛО - було вирішено з появою нової архітектури побудови осцилографів. Вона базується на технології "цифрового люмінофора", яка у цифровій формі імітує властиву АОРВ зміну інтенсивності зображення. Іншими словами, ЦЛО дозволяє розробникам бачити на екрані, наприклад, модульовані сигнали та всі їх тонкі деталі, як і АОРВ, забезпечуючи при цьому їх зберігання, вимірювання та аналіз як ЦЗО. Вимірювання миттєвої потужності за допомогою ЦЛО При розробці ДБЖ необхідне знання миттєвих значень розсіюваної потужності транзисторних силових ключах (ТСК). Саме знання цього параметра дозволяє вибрати ТСК (наприклад, потужний MOSFET у схемі на рис.1), який був би недорогим, але забезпечує надійну роботу приладу. Процедура вимірювання миттєвої потужності включає диференціальні вимірювання імпульсного на сили струму у відповідному ланцюзі. Застосування диференціального пробника тут є обов'язковим, оскільки нас цікавить напруга сток-витік на MOSFET (V ds на рис. 1), а жоден із висновків цього транзистора не з'єднаний із загальним проводом. ЦЛО, як і більшість інших осцилографів, не пристосований до прямих вимірювань подібних "плаваючих" високих напруг. Інтерфейс TekProbe level II ЦЛО осцилографа TDS3000 забезпечує роботу з диференціальним пробником Р5205 і струмовим пробником ТСР202, що дозволяє проводити виключно точні вимірювання миттєвої потужності в широкій смузі частот.
Перед проведенням таких вимірювань необхідно вирівняти затримки в каналах диференціального та струмового пробника. Ця процедура отримала назву "deskewing". Згадані вище пробники узгоджені із затримкою сигналу з точністю 2 нс, але інші пробники та їх інші комбінації можуть уже не забезпечувати такої точності і повинні обов'язково піддаватися процедурі "deskewing". Це дуже важливо, оскільки навіть малі часові неузгодженості між вимірюваннями напруги та струму можуть призвести до великих помилок у вимірі миттєвих значень потужності. Як і інші сучасні цифрові осцилографи, ЦЛО мають пам'ять, у якій, зокрема, зберігаються значення різниці часів затримок між різними пробниками. Її вимірюють за допомогою ЦЛО за випробувальним сигналом, а потім записують її в пам'ять ЦЛО. Функція autoset, яку має практично будь-який ЦЗО та ЦЛО, дозволяє встановити початкові параметри зображення на екрані осцилографа. При цьому автоматично враховуються результати "deskewing". Кольоровий РКІ екран дуже зручний для одночасного відображення кількох сигналів. Наприклад, можна призначити різні кольори для осцилограм напруги, струму та потужності. Завдяки інтелектуальному інтерфейсу TekProbe level II у цьому випадку буде проведено акуратне зчитування цифрової інформації та її масштабування, так що не потрібно додаткової розшифровки результатів. ЦЛО (подібно до багатьох ЦЗВ) має можливість математичної обробки досліджуваних сигналів. Тому, наприклад, інформація про миттєві значення потужності виходить простим множенням - "точка за точкою" - поточного значення напруги на відповідне значення струму. На рис. 2 показані результати вимірювання напруги та струму та обчислення миттєвої потужності у тому вигляді, як вони відображаються на екрані ЦЛО.
Дослідження модульованих сигналів Здатність ЦЛО відображати інформацію зі змінною інтенсивністю істотно полегшує пошук несправностей в ДБЖ, особливо визначення надмірної глибини модуляції сигналу в ланцюгах регулювання вихідної напруги ДБЖ. Занадто глибока модуляція, як відомо, призводить до нестабільності роботи ДБЖ. На рис. 3 зображення сигналу в петлі регулювання вихідної напруги ДБЖ має меншу інтенсивність у ділянках, де модуляція менш часта. ЦЛО збільшує інтенсивність зображення в ділянках зображення, де сигнал проявляється найчастіше, і цим нагадує аналоговий осцилограф.
ЦЛО ідеально підходить для відображення таких сигналів, оскільки має дуже високу швидкість захоплення сигналу - більш ніж 50 разів перевищує аналогічний параметр ЦЗО. Крім того, цифровий люмінофорний дисплей уможливлює спостереження модульованих сигналів у реальному масштабі часу. Дослідження перехідних процесів Реєстрація перехідних процесів із ЦЛО здійснюється дуже просто. Для цього використовуються його можливості синхронізації по фронту із встановленням нахилу, рівня, типу зв'язку та затримки запуску. Якщо ДБЖ вже інтегрований у систему, буває корисним синхронізувати розгортку досліджуваного "проблематичного" сигналу ДБЖ за сигналом, знятим з контрольної точки в системі. Це дозволить, зокрема, виявити синхронність перехідних процесів у системі та ДБЖ та встановити їх взаємозв'язок. Звичайно, вихідна напруга постійного струму ДБЖ має бути "чистою" і без перехідних процесів. Об'єднання способу відображення інформації, відомого як "прокручування" з функцією визначення пікового значення сигналу дозволяє ЦЛО виявити на сигналах, що повільно змінюються, або на постійному струмі імпульси перехідних процесів з малою тривалістю. При "прокручуванні" зображення повільно "перегортається" праворуч наліво, нагадуючи роботу самописця. Пік-детектор виявляє "викиди" сигналу з мінімальною тривалістю до 1 нс і змінює швидкість розгортки для детального вивчення. Дослідження гармонійного складу Дослідження гармонійних складових сигналів у силових ланцюгах – дуже важливе завдання при проектуванні ДБЖ. Справа в тому, що вони збуджують в мережі живлення перешкоди - непарні гармоніки від діючих в ДБЖ імпульсних сигналів. Більше того, при підключенні до мережі, наприклад, кількох комп'ютерів ці перешкоди можуть підсумовуватись і досягати внаслідок помітного рівня. Так як ці складові (перешкоди) призводять до підвищеного виділення тепла в лініях передачі та силових трансформаторах, їх слід мінімізувати (наприклад, відповідно до стандартів IEC 555 та IEC 10003-2). Для вирішення цього завдання підійде ЦЛО з додатковими блоками. Наприклад, в TDS3000 можна встановити модуль БПФ, що перетворює осцилограф на чудовий інструмент для вимірювання гармонійних спотворень. При цьому можливе одночасне відображення досліджуваного сигналу та його спектрального складу. БПФ може використовуватися при обробці як "живих", так і сигналів, що зберігаються в пам'яті. Вочевидь, що придбання такого блоку ефективніше, з погляду витрат, ніж закупівля спеціалізованого аналізатора гармонійних спотворень. Крім того, це дозволяє розробникам використовувати в роботі не новий прилад, а вже знайомий осцилограф. Процедура вимірювання гармонійних складових сигналу не складніше звичайних вимірювань параметрів періодичних сигналів, так як вони являють собою періодичну послідовність імпульсів, що повторюється, а не перехідний процес. Щоб отримати добрий дозвіл при аналізі, необхідно відобразити на екрані осцилографа щонайменше п'ять циклів досліджуваного сигналу (див. рис. 4).
Користувач може задавати лінійну або логарифмічну шкалу по вертикалі та різні варіанти "вікон" БПФ - прямокутне, Хеммінга, Хеннінга та Блекмана-Харріса. Для періодичних сигналів найбільше підходить "вікно" Хеммінгу. Лінійне масштабування зазвичай використовується для вимірювання потужності. Документальний запис результатів вимірювань дуже важливий при проектуванні пристроїв. ЦЛО (як і ЦЗВ) надають при цьому широкі можливості, що значно полегшує оформлення звітів. Спеціальна кнопка "тверда копія" дозволяє роздрукувати зображення на струменевому або лазерному принтері (підключається до стандартного паралельного порту ЦЛО). Можна також зберегти його на гнучкому диску в різних форматах, включаючи .BMP, .EPS, .TIF і т.д. ЦЛО: прорив у галузі осцилографічних технологій Цифровий люмінофорний осцилограф не тільки поєднує кращі якості аналогових та цифрових приладів, а й суттєво перевершує їх. Він має всі переваги ЦЗО (від зберігання даних до складних видів синхронізації), забезпечуючи в той же час особливі можливості АОРВ (миттєву реакцію зміну сигналу і відображення сигналу зі змінною яскравістю). Останнє стало можливим за рахунок цифрової емуляції флюоресценції. Нова серія ЦЛО - TDS3000 компанії Tektronix представлена шістьма моделями двох- та чотириканальних осцилографів зі смугою пропускання до 500 МГц, що мають компактне виконання, мала вага (3,3 кг) і, як опцію, автономне харчування. Автор: А.Матвієнко, менеджер з розвитку ринку компанії "Тектронікс", (095)494-51-58
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Сенсори з рідкими кристалами, що змінюють колір ▪ Синтезоване мастило для суглобів ▪ Нові мініатюрні мікросхеми для обслуговування батарей ▪ Вуличне освітлення на замовлення ▪ Конференція на захист темного неба
▪ розділ сайту Охорона та безпека. Добірка статей ▪ стаття Битва росіян з кабардинцями. Крилатий вислів ▪ стаття За яку зелену революцію отримав Нобелівську премію миру Норман Борлоуг? Детальна відповідь ▪ стаття Технік-технолог. Посадова інструкція ▪ стаття Сингальські прислів'я та приказки. Велика добірка
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page