אוסילוסקופים זרחני דיגיטליים. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

אוסילוסקופים זרחני דיגיטליים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / טכנולוגיית מדידה

כלי אידיאלי למדידות במעגלי חשמל

בשנים האחרונות חלה עלייה ניכרת במספר פיתוחי התכנון הדורשים מדידות הספק במעגלי הספק. יתרה מכך, עצם הרעיון של "מדידת הספק" במעגלים אלו עבר שינויים משמעותיים. הסיבה לכך היא השימוש הנרחב בספקי כוח מיתוג, שהפכו לחלק בלתי נפרד מרוב המכשירים האלקטרוניים המודרניים, כולל מחשבים, כמו גם מכשירי חשמל ביתיים רבים.

עד לאחרונה יחסית, מתכנני ספקי כוח נדרשו רק לאשר שהיחידות שפיתחו מספקות את המתח והזרם הנדרשים ברמת אדווה נתונה. כיום, משימות המפתחים הפכו מורכבות יותר. כעת המתכנן מחויב, במיוחד, לספק מידע מלא על רמות ההספק וההרכב ההרמוני של ההפרעות שנוצרות לרשת החשמל על ידי החלפת ספקי כוח. פרמטרים אלו של המכשירים שהוא מפתח חייבים לעמוד בדרישות התקנים הלאומיים והבינלאומיים לאיכות הספק ברשתות חשמל (לדוגמה, התקן האמריקאי IEEE 519-1992).

על מנת לבדוק בצורה מוכשרת את ההתקנים המפותחים לעמידה בתקנים אלה, על המעצב להיות מסוגל למדוד את אותות המוצא של טרנזיסטורי מיתוג מהירים, מתחי רעש, מאפייני הספק מיידי וכו'. כדי לבצע מדידות כאלה בעת פיתוח כוח מיתוג אספקה וכאשר מתקנים אותם, הוא זקוק למתקני כלים אינסטרומנטליים מיוחדים שונים. מדידות כאלה ניתן לפשט באופן משמעותי על ידי אוסילוסקופים אוניברסליים ממעמד חדש - אוסילוסקופים זרחני דיגיטליים (DPO - Digital Phosphor Oscilloscope).

מכשירים אלו מספקים את כל מה שאתה צריך למדידת הספק, כולל תצוגה בזמן אמת של שינויי הספק, יכולות תזמון מתקדמות וממשקים חכמים למגוון רחב של בדיקות (פאסיביות ואקטיביות, זרם, דיפרנציאלי). חלק מה-DLCs כוללים מודולי FFT (המרת פורייה מהירה), אשר מפשטים באופן משמעותי את הניתוח ההרמוני של האות.

יותר טוב מאשר אנלוגי, טוב יותר מדיגיטלי...

ככל שהבעיות שנתגלו בחקר המאפיינים של ספקי כוח הפכו למורכבות משמעותית, אוסילוסקופים אנלוגיים בזמן אמת (ARROs) ואוסילוסקופים דיגיטליים לאחסון (DSOs) כבר אינם יעילים מספיק.

DSOs מאפשרים לך לנתח את התהליכים המתרחשים במיתוג ספקי כוח (UPS). יש להם רוחב פס רחב למדי, מערכת סנכרון מפותחת ומאפשרים לבצע ניתוח מפורט של אות המאוחסן בזיכרון, למשל, תהליך חולף. עם זאת, עקב מגבלות הקשורות לארכיטקטורה הטורית של ה-DSO, הזמן בין התחלות סמוכות הוא די ארוך, כך שפרטים חשובים של האות עלולים ללכת לאיבוד. בנוסף, DSOs מציגים את כל פרטי האות באותה עוצמה, מה שמוביל גם לאובדן בלתי נמנע של מידע.

לגבי AORVs, הם מציגים אותות בצורה מושלמת ומאפשרים לשכפל אותם בפירוט גם עם שינויים מהירים. בהגדרה, AORVs מספקים הדרגות של עוצמת התמונה על המסך, המשקפות את תדירות ההתרחשות של רכיבי אות מסוימים. לרוע המזל, האוסילוסקופים הללו אינם מאחסנים את האות, אינם מאפשרים מדידות מורכבות ומנתחים את האות כ-DSO. זו הסיבה שמעצבים נאלצים להשתמש בשני המכשירים הללו בעת תכנון וניפוי באגים של UPS.

הבעיה של שילוב היתרונות של AORV ו-DSO במכשיר אחד - DSO - נפתרה עם הופעתה של ארכיטקטורה חדשה לבניית אוסילוסקופים. הוא מבוסס על טכנולוגיית "זרחן דיגיטלי", המדמה באופן דיגיטלי את השינוי המובנה בעוצמת התמונה של AORV. במילים אחרות, DSO מאפשר למפתחים לראות על המסך, למשל, אותות מאופננים ואת כל הפרטים הקטנים שלהם, כמו AORV, תוך שהם מספקים להם אחסון, מדידה וניתוח, כמו DSO.

מדידת עוצמה מיידית באמצעות DLC

בעת פיתוח UPS, יש צורך לדעת את הערכים המיידיים של פיזור הספק במתגי כוח טרנזיסטור (TPS). הידע של פרמטר זה הוא המאפשר לך לבחור TSC (לדוגמה, MOSFET חזק במעגל באיור 1), אשר יהיה זול, אך להבטיח פעולה אמינה של המכשיר. ההליך למדידת הספק מיידי כולל מדידות דיפרנציאליות של זרם פועם במעגל המתאים. השימוש בבדיקה דיפרנציאלית נחוץ כאן, מכיוון שאנו מעוניינים במתח מקור הניקוז ב-MOSFET (V ds באיור 1), ואף אחד מהטרמינלים של טרנזיסטור זה אינו מחובר לחוט המשותף. ה-CLO, כמו רוב האוסילוסקופים האחרים, אינו מתאים למדידות ישירות של מתחים גבוהים "צפים" שכאלה. ממשק TekProbe level II DSO של האוסילוסקופ TDS3000 תומך בפעולה עם בדיקה הדיפרנציאלית P5205 ו-Probe הזרם TCP202, המאפשרת מדידות הספק מיידיות מדויקות במיוחד על פני פס תדרים רחב.

אוסילוסקופים דיגיטליים של זרחן

לפני ביצוע מדידות כאלה, יש צורך להשוות את העיכובים בערוצי הבדיקה הדיפרנציאליים והזרמים. הליך זה מכונה "הטמטום". הבדיקות שהוזכרו לעיל מותאמות להשהייה בטווח של 2 ns, אך בדיקות ושילובים אחרים עשויים להיות לא כל כך מדויקים וחייבים לבטל אותם. זה חשוב מאוד, שכן אפילו הפרשי זמן קטנים בין מדידות מתח וזרם יכולים להוביל לשגיאות גדולות במדידות ההספק המיידיות.

כמו אוסילוסקופים דיגיטליים מודרניים אחרים, ל-DSO יש זיכרון שבו, במיוחד, מאוחסנים הערכים של ההבדל בזמני ההשהיה בין בדיקות שונות. הוא נמדד באמצעות DSL באמצעות אות בדיקה, ולאחר מכן הוא נרשם בזיכרון ה-DSL. פונקציית ההגדרה האוטומטית, שיש כמעט לכל DSO ו-DSO, מאפשרת להגדיר את פרמטרי התמונה הראשוניים במסך האוסילוסקופ. במקרה זה, התוצאות של הליך "ההטייה" נלקחות בחשבון באופן אוטומטי.

מסך ה-LCD הצבעוני נוח מאוד לתצוגה בו-זמנית של מספר אותות. לדוגמה, אתה יכול להקצות צבעים שונים לצורות גל מתח, זרם והספק. הודות לממשק החכם TekProbe level II, במקרה זה, המידע הדיגיטלי ייקרא ויוקטן בצורה מדויקת, כך שלא נדרש פענוח נוסף של התוצאות.

ל-CLO (כמו DSOs רבים) יש את היכולת לעבד באופן מתמטי את האותות הנבדקים. לכן, למשל, מידע על ערכי הספק מיידי מתקבל על ידי הכפלה - "נקודה אחר נקודה" - ערך המתח הנוכחי בערך הזרם המתאים. באיור. איור 2 מציג את התוצאות של מדידת מתח וזרם וחישוב הספק מיידי כפי שהם מוצגים במסך CLO.

אוסילוסקופים דיגיטליים של זרחן

מחקר של אותות מאופננים

היכולת של ה-CLO להציג מידע בעוצמה משתנה מקלה באופן משמעותי על פתרון תקלות ב-UPS, במיוחד בקביעת העומק המוגזם של אפנון האות במעגלי ויסות מתח היציאה של UPS. ידוע כי אפנון עמוק מדי מוביל לאי יציבות של UPS. באיור. 3, לתמונת האות בלולאת בקרת מתח היציאה של UPS יש עוצמה נמוכה יותר באזורים שבהם האפנון הוא פחות תכוף. DLO מגביר את עוצמת התמונה באזורים בתמונה שבהם האות מופיע לרוב, ובדרך זו דומה לאוסילוסקופ אנלוגי.

אוסילוסקופים דיגיטליים של זרחן

ה-DSO אידיאלי להצגת אותות כאלה, מכיוון שיש לו מהירות לכידת אותות גבוהה מאוד - יותר מפי 50 מאותו פרמטר DSO. בנוסף, תצוגת הזרחן הדיגיטלית מאפשרת לצפות באותות מאופננים בזמן אמת.

מחקר חולף

רישום תהליכים חולפים עם CLO הוא פשוט מאוד. זה נעשה באמצעות יכולות הפעלת הקצה שלו עם שיפוע, רמה, סוג תקשורת והשהיית טריגר מתכווננת. אם ה-UPS כבר משולבת במערכת, זה יכול להיות שימושי לסנכרן את הסוויפ של אות ה-UPS ה"בעייתי" הנבדק עם האות שנלקח מנקודת בדיקה במערכת. זה יאפשר, במיוחד, לזהות את הסינכרון של תהליכים חולפים במערכת וב-UPS ולבסס את הקשר ביניהם.

כמובן, מתח המוצא DC של ה-UPS חייב להיות "נקי" וללא מעברי חלוף. שילוב של שיטת תצוגה המכונה "גלילה" עם זיהוי שיא האות מאפשר ל-DLC לזהות פולסים ארעיים קצרים על אותות המשתנים לאט או על זרם DC. בעת "גלילה" התמונה "מתהפכת" לאט מימין לשמאל, מזכיר את פעולתו של מקליט תרשימים. גלאי השיא מזהה קוצים אות עם משך מינימום של 1 ns ומשנה את מהירות הסריקה כדי ללמוד אותם בפירוט.

לימוד קומפוזיציה הרמונית

לימוד הרכיבים ההרמוניים של אותות במעגלי חשמל היא משימה חשובה מאוד בעת תכנון UPS. העובדה היא שהם יוצרים הפרעות ברשת האספקה - הרמוניות מוזרות מאותות הדופק הפועלים ב-UPS. יתרה מכך, כאשר מחברים, למשל, מספר מחשבים לרשת, ההפרעה הזו יכולה להצטבר ולהגיע לרמה ניכרת כתוצאה מכך. מאחר שרכיבים אלו (הפרעות) מובילים לייצור חום מוגבר בקווי הולכה ושנאי כוח, יש להמעיט בהם (לדוגמה, בהתאם לתקני IEC 555 ו-IEC 10003-2). כדי לפתור בעיה זו, מתאים CLO עם בלוקים נוספים.

לדוגמה, TDS3000 יכול להיות מצויד במודול FFT, מה שהופך את האוסילוסקופ לכלי מצוין למדידת עיוות הרמוני. במקרה זה, ניתן להציג בו-זמנית את האות הנבדק ואת ההרכב הספקטרלי שלו. ניתן להשתמש ב-FFT לעיבוד אותות חיים ומאוחסנים כאחד.

ברור שרכישת יחידה כזו היא חסכונית יותר מאשר רכישת מנתח עיוות הרמוני מיוחד. בנוסף, זה מאפשר למפתחים להשתמש לא במכשיר חדש, אלא באוסילוסקופ שהם כבר מכירים.

ההליך למדידת הרכיבים ההרמוניים של אות אינו מסובך יותר מאשר מדידות קונבנציונליות של הפרמטרים של אותות מחזוריים, שכן הם מייצגים רצף מחזורי חוזר של פולסים, ולא תהליך חולף. כדי להשיג רזולוציה טובה במהלך הניתוח, יש צורך להציג לפחות חמישה מחזורים של האות הנחקר על מסך האוסילוסקופ (ראה איור 4).

אוסילוסקופים דיגיטליים של זרחן

המשתמש יכול לציין סולם אנכי ליניארי או לוגריתמי ואפשרויות שונות של חלון FFT - מלבני, Hamming, Hanning ובלקמן-Harris. עבור אותות תקופתיים, חלון ה- Hamming הוא המתאים ביותר. קנה מידה ליניארי משמש בדרך כלל במדידות הספק.

תיעוד תוצאות המדידה חשוב מאוד בעת תכנון מכשירים. CLOs (כמו גם CLOs) מספקים הזדמנויות רבות לכך, מה שמקל מאוד על הכנת הדוחות. כפתור "עותק מודפס" מיוחד מאפשר להדפיס את התמונה במדפסת הזרקת דיו או לייזר (חיבור ליציאה מקבילה רגילה של מדפסת הלייזר הדיגיטלית). ניתן גם לשמור אותו בתקליטון בפורמטים שונים כולל .BMP, .EPS, .TIF וכו'.

TsLO: פריצת דרך בתחום הטכנולוגיות האוסילוגרפיות

אוסילוסקופ הזרחן הדיגיטלי לא רק משלב את האיכויות הטובות ביותר של מכשירים אנלוגיים ודיגיטליים, אלא גם עולה עליהם באופן משמעותי. יש לו את כל היתרונות של DSO (מאחסון נתונים ועד סוגים מורכבים של סנכרון), ובו בזמן מספק יכולות AORV מיוחדות (תגובה מיידית לשינויי אות והצגת אות עם בהירות משתנה). זה האחרון התאפשר באמצעות אמולציית פלואורסצנטי דיגיטלית.

סדרת ה-TDS3000 החדשה מבית Tektronix מיוצגת על ידי שישה דגמים של אוסילוסקופים דו- וארבעה ערוצים ברוחב פס של עד 500 מגה-הרץ, בעלי עיצוב קומפקטי, משקל נמוך (3,3 ק"ג) וכאופציה, בהפעלה עצמית .

מחבר: A. Matvienko, מנהל פיתוח שוק ב-Tektronics, (095)494-51-58

ראה מאמרים אחרים סעיף טכנולוגיית מדידה.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

אל תטעין את הטלפון החכם שלך בלילה 24.12.2019

מומחים אומרים שגאדג'טים שנותרו מחוברים למטען כל הלילה עדיין מפחיתים את חיי הסוללה מהר יותר.

מומחים מבטיחים שאם מתאם החשמל נשאר מחובר לסמארטפון טעון במלואו, הדבר מוביל לשינוי מהיר יותר בהרכב הכימי של הסוללה, מה שמשפיע לרעה הן על חיי השירות והן על קצב הפריקה. השפלת הסוללה, אומרים מומחים, מתרחשת למרות העובדה שיצרניות הסמארטפונים הגדולות מתקינות הגנה מפני טעינת יתר.

בנוסף, הם מציינים את המלצת יצרני המכשירים לשמור על הסוללה בטווח של 30-50 אחוזים, גם כשהגאדג'ט אינו בשימוש. טעינה של 100 אחוז, כמו גם פריקה מלאה, מזיקים לסוללה באותה מידה. עם זאת, כמה מומחים מאמינים שתזה זו מיושנת, מכיוון שהיא אינה לוקחת בחשבון טכנולוגיות מודרניות לייצור ואופטימיזציה של סוללות. כאשר סוללת הסמארטפון מגיעה ל-100% טעינה, המטען מפסיק לספק זרם, מסבירים מומחים.

עוד חדשות מעניינות:

▪ כוורת רובוטית

▪ בקרת צמיגים חכמה

▪ מנוע קרח יבש

▪ סטנט מתכלה לילדים עם מחלות בדרכי הנשימה

▪ הסגסוגת הכי קשה

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע באתר מוני חשמל. מבחר מאמרים

▪ מאמר שדם רותח, אז יש עודף כוח. ביטוי עממי

▪ כתבה איזה ים הכי מלוח? תשובה מפורטת

▪ מאמר Dombay glade. נס טבע

▪ מאמר מעמד כביסה אוטומטי. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר הדלקה חריגה של נר. סוד התמקדות

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר