|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Cyfrowe oscyloskopy fosforowe. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Technologia pomiarowa Idealne narzędzie do pomiarów w obwodach mocy W ostatnich latach zauważalny jest wzrost liczby opracowań konstrukcyjnych wymagających pomiarów mocy w obwodach elektroenergetycznych. Co więcej, sama koncepcja „pomiaru mocy” w tych obwodach uległa znaczącym zmianom. Powodem tego jest powszechne stosowanie zasilaczy impulsowych, które stały się integralną częścią większości nowoczesnych urządzeń elektronicznych, w tym komputerów, a także wielu urządzeń gospodarstwa domowego. Do niedawna od projektantów zasilaczy wymagano jedynie potwierdzenia, że opracowane przez nich jednostki zapewniają wymagane napięcie i prąd przy danym poziomie tętnienia. Dziś zadania programistów stały się bardziej złożone. Obecnie projektant ma w szczególności obowiązek podawania pełnych informacji o poziomach mocy i składzie harmonicznym zakłóceń generowanych w sieci elektroenergetycznej w wyniku przełączania zasilaczy. Parametry te opracowywanych przez niego urządzeń muszą spełniać wymagania krajowych i międzynarodowych norm jakości energii w sieciach elektroenergetycznych (np. amerykańska norma IEEE 519-1992). Aby kompetentnie przetestować opracowywane urządzenia pod kątem zgodności z tymi normami, projektant musi być w stanie zmierzyć sygnały wyjściowe szybkich tranzystorów przełączających, napięcia szumowe, chwilowe charakterystyki mocy itp. Aby przeprowadzić takie pomiary podczas opracowywania mocy przełączającej materiałów eksploatacyjnych i przy ich naprawie potrzebuje różnego rodzaju specjalistycznego zaplecza narzędzi instrumentalnych. Takie pomiary mogą znacznie uprościć uniwersalne oscyloskopy nowej klasy - cyfrowe oscyloskopy luminoforowe (DPO - Digital Phosphor Oscilloskop). Przyrządy te zapewniają wszystko, czego potrzebujesz do pomiaru mocy, w tym wyświetlanie zmian mocy w czasie rzeczywistym, zaawansowane możliwości pomiaru czasu i inteligentne interfejsy dla szerokiej gamy sond (pasywnych i aktywnych, prądowych, różnicowych). Niektóre DLC zawierają moduły FFT (szybka transformata Fouriera), które znacznie upraszczają analizę harmonicznych sygnału. Lepsze niż analogowe, lepsze niż cyfrowe... Ponieważ problemy napotykane podczas badania charakterystyk zasilaczy stały się znacznie bardziej złożone, analogowe oscyloskopy czasu rzeczywistego (ARRO) i cyfrowe oscyloskopy z pamięcią (DSO) nie są już wystarczająco wydajne. OSD umożliwiają analizę procesów zachodzących w zasilaczach impulsowych (UPS). Mają dość szerokie pasmo, rozbudowany system synchronizacji i pozwalają na szczegółową analizę zapisanego w pamięci sygnału, np. procesu przejściowego. Jednakże, ze względu na ograniczenia związane z architekturą szeregową DSO, czas pomiędzy kolejnymi startami jest dość długi, przez co mogą zostać utracone istotne szczegóły sygnału. Ponadto DSO wyświetlają wszystkie szczegóły sygnału z tą samą intensywnością, co również prowadzi do nieuniknionej utraty informacji. Jeśli chodzi o AORV, doskonale wyświetlają sygnały i pozwalają na ich szczegółowe odtwarzanie nawet przy szybkich zmianach. Z definicji AORV zapewniają gradację intensywności obrazu na ekranie, odzwierciedlającą częstotliwość występowania określonych składowych sygnału. Niestety te oscyloskopy nie przechowują sygnału, nie pozwalają na żadne skomplikowane pomiary i analizę sygnału jako DSO. Dlatego projektanci zmuszeni są używać obu tych urządzeń podczas projektowania i debugowania zasilaczy UPS. Problem połączenia zalet AORV i DSO w jednym urządzeniu - DSO - został rozwiązany wraz z pojawieniem się nowej architektury do budowy oscyloskopów. Opiera się na technologii „cyfrowego fosforu”, która cyfrowo symuluje nieodłączną zmianę intensywności obrazu AORV. Innymi słowy, DSO umożliwia programistom oglądanie na ekranie na przykład modulowanych sygnałów i wszystkich ich drobnych szczegółów, jak AORV, zapewniając jednocześnie ich przechowywanie, pomiary i analizę, jak DSO. Pomiar mocy chwilowej za pomocą DLO Projektując UPS, należy znać chwilowe wartości strat mocy w tranzystorowych przełącznikach mocy (TPS). To właśnie znajomość tego parametru pozwala wybrać TSC (np. mocny MOSFET w obwodzie na ryc. 1), który byłby niedrogi, ale zapewniał niezawodną pracę urządzenia. Procedura pomiaru mocy chwilowej obejmuje pomiary różnicowe prądu pulsacyjnego w odpowiednim obwodzie. Zastosowanie sondy różnicowej jest tutaj konieczne, ponieważ interesuje nas napięcie dren-źródło na MOSFET-ie (V ds na ryc. 1), a żaden z zacisków tego tranzystora nie jest podłączony do wspólnego przewodu. CLO, podobnie jak większość innych oscyloskopów, nie nadaje się do bezpośrednich pomiarów tak „zmiennych” wysokich napięć. Interfejs DSO TekProbe poziomu II oscyloskopu TDS3000 obsługuje współpracę z sondą różnicową P5205 i sondą prądową TCP202, co pozwala na niezwykle dokładne pomiary mocy chwilowej w szerokim paśmie częstotliwości.
Przed wykonaniem takich pomiarów należy wyrównać opóźnienia w kanałach sondy różnicowej i prądowej. Ta procedura nazywa się „prostowaniem”. Sondy wymienione powyżej mają opóźnienie dopasowane do 2 ns, ale inne sondy i ich kombinacje mogą nie być tak dokładne i muszą zostać przekrzywione. Jest to bardzo ważne, gdyż nawet niewielkie różnice czasowe pomiędzy pomiarami napięcia i prądu mogą prowadzić do dużych błędów w pomiarach mocy chwilowej. Podobnie jak inne nowoczesne oscyloskopy cyfrowe, DSO posiadają pamięć, w której zapisywane są w szczególności wartości różnicy czasów opóźnień pomiędzy różnymi sondami. Jest ona mierzona za pomocą DSL przy użyciu sygnału testowego, a następnie zapisywana w pamięci DSL. Funkcja autoset, którą posiada prawie każdy DSO i DSO, pozwala na ustawienie początkowych parametrów obrazu na ekranie oscyloskopu. W takim przypadku automatycznie brane są pod uwagę wyniki procedury „prostowania”. Kolorowy ekran LCD jest bardzo wygodny do jednoczesnego wyświetlania kilku sygnałów. Można na przykład przypisać różne kolory do przebiegów napięcia, prądu i mocy. Dzięki inteligentnemu interfejsowi TekProbe poziom II w tym przypadku informacje cyfrowe zostaną dokładnie odczytane i przeskalowane, dzięki czemu nie jest wymagane dodatkowe dekodowanie wyników. CLO (podobnie jak wielu DSO) posiada zdolność matematycznego przetwarzania badanych sygnałów. Dlatego na przykład informację o chwilowych wartościach mocy uzyskuje się po prostu mnożąc – „punkt po punkcie” – aktualną wartość napięcia przez odpowiednią wartość prądu. Na ryc. Rysunek 2 przedstawia wyniki pomiaru napięcia i prądu oraz obliczenia mocy chwilowej wyświetlane na ekranie CLO.
Badanie sygnałów modulowanych Zdolność CLO do wyświetlania informacji o zmiennym natężeniu znacznie ułatwia diagnostykę w UPS, zwłaszcza określenie nadmiernej głębokości modulacji sygnału w obwodach regulacji napięcia wyjściowego UPS. Wiadomo, że zbyt głęboka modulacja prowadzi do niestabilności zasilacza UPS. Na ryc. 3 obraz sygnału w pętli sterowania napięciem wyjściowym UPS ma mniejszą intensywność w obszarach, w których modulacja jest rzadsza. DLO zwiększa intensywność obrazu w obszarach obrazu, w których sygnał pojawia się najczęściej i w ten sposób przypomina oscyloskop analogowy.
DSO idealnie nadaje się do wyświetlania takich sygnałów, ponieważ ma bardzo dużą prędkość przechwytywania sygnału - ponad 50 razy większą niż ten sam parametr DSO. Dodatkowo cyfrowy wyświetlacz luminoforowy umożliwia obserwację modulowanych sygnałów w czasie rzeczywistym. Badania przejściowe Rejestracja procesów przejściowych w CLO jest bardzo prosta. Odbywa się to za pomocą możliwości wyzwalania zboczem z regulowanym nachyleniem, poziomem, typem komunikacji i opóźnieniem wyzwalania. Jeżeli UPS jest już zintegrowany z systemem, przydatne może być zsynchronizowanie omiatania badanego „problematycznego” sygnału UPS z sygnałem pobranym z punktu testowego w systemie. Pozwoli to w szczególności zidentyfikować synchronizację procesów przejściowych w systemie i UPS oraz ustalić ich powiązanie. Oczywiście napięcie wyjściowe DC zasilacza UPS musi być „czyste” i wolne od stanów nieustalonych. Połączenie metody wyświetlania zwanej „przewijaniem” z wykrywaniem wartości szczytowych sygnału umożliwia DLC wykrywanie krótkotrwałych impulsów przejściowych w przypadku wolno zmieniających się sygnałów lub prądu stałego. Podczas „przewijania” obraz powoli „przewraca się” z prawej strony na lewą, przypominając działanie rejestratora wykresów. Detektor szczytów wykrywa impulsy sygnału o minimalnym czasie trwania 1 ns i zmienia prędkość przemiatania, aby je szczegółowo zbadać. Studium składu harmonicznego Badanie składowych harmonicznych sygnałów w obwodach mocy jest bardzo ważnym zadaniem podczas projektowania zasilacza UPS. Faktem jest, że generują one zakłócenia w sieci zasilającej - nieparzyste harmoniczne z sygnałów impulsowych pracujących w UPS. Co więcej, przy podłączeniu np. kilku komputerów do sieci, zakłócenia te mogą się kumulować i w efekcie osiągać zauważalny poziom. Ponieważ te elementy (zakłócenia) prowadzą do zwiększonego wytwarzania ciepła w liniach przesyłowych i transformatorach mocy, należy je minimalizować (np. zgodnie z normami IEC 555 i IEC 10003-2). Aby rozwiązać ten problem, odpowiedni jest CLO z dodatkowymi blokami. Na przykład TDS3000 można wyposażyć w moduł FFT, dzięki czemu oscyloskop jest doskonałym narzędziem do pomiaru zniekształceń harmonicznych. W takim przypadku możliwe jest jednoczesne wyświetlenie badanego sygnału i jego składu widmowego. FFT może być używany do przetwarzania zarówno sygnałów bieżących, jak i przechowywanych. Oczywiście zakup takiego urządzenia jest bardziej opłacalny niż zakup specjalistycznego analizatora zniekształceń harmonicznych. Ponadto pozwala to programistom na korzystanie nie z nowego urządzenia, ale z oscyloskopu, który już znają. Procedura pomiaru składowych harmonicznych sygnału nie jest bardziej skomplikowana niż konwencjonalne pomiary parametrów sygnałów okresowych, ponieważ reprezentują one powtarzającą się okresową sekwencję impulsów, a nie proces przejściowy. Aby uzyskać dobrą rozdzielczość podczas analizy, należy wyświetlić na ekranie oscyloskopu co najmniej pięć cykli badanego sygnału (patrz rys. 4).
Użytkownik może określić liniową lub logarytmiczną skalę pionową oraz różne opcje okna FFT - prostokątne, Hamminga, Hanninga i Blackmana-Harrisa. W przypadku sygnałów okresowych najbardziej odpowiednie jest okno Hamminga. Skalowanie liniowe jest powszechnie stosowane w pomiarach mocy. Dokumentowanie wyników pomiarów jest bardzo ważne przy projektowaniu urządzeń. CLO (jak również CLO) dają ku temu szerokie możliwości, co znacznie ułatwia przygotowanie raportów. Specjalny przycisk „drukuj” umożliwia wydruk obrazu na drukarce atramentowej lub laserowej (podłącz do standardowego portu równoległego cyfrowej drukarki laserowej). Możesz także zapisać go na dyskietce w różnych formatach, w tym .BMP, .EPS, .TIF itp. DSO: przełom w technologii oscyloskopów Cyfrowy oscyloskop luminoforowy nie tylko łączy w sobie najlepsze cechy instrumentów analogowych i cyfrowych, ale także znacznie je przewyższa. Posiada wszystkie zalety DSO (od przechowywania danych po złożone typy synchronizacji), zapewniając jednocześnie specjalne możliwości AORV (natychmiastowa reakcja na zmiany sygnału i wyświetlanie sygnału ze zmienną jasnością). To ostatnie było możliwe dzięki cyfrowej emulacji fluorescencji. Nowa seria TDS3000 firmy Tektronix reprezentowana jest przez sześć modeli dwu- i czterokanałowych oscyloskopów o szerokości pasma do 500 MHz, o zwartej konstrukcji, niewielkiej wadze (3,3 kg) i opcjonalnie z własnym zasilaniem . Autor: A. Matvienko, menadżer ds. rozwoju rynku w Tektronics, (095)494-51-58
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ ryż o niskiej zawartości kadmu ▪ Badania elektronowe nanostruktury ▪ Słuchawki Honor Clear z funkcją rejestracji tętna ▪ Ultracienki i elastyczny wyświetlacz elektroforetyczny ▪ Ptasia grypa w ciekłym azocie
▪ sekcja serwisu Audio Art. Wybór artykułu ▪ artykuł Alexandre Dumas (ojciec). Słynne aforyzmy ▪ Artykuł Wiśnia zwyczajna. Legendy, uprawa, metody aplikacji ▪ artykuł Klej mastyksowy. Proste przepisy i porady
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony