Dalam pekerjaan FAE sehari-hari, kami sering menerima umpan balik dari pengguna bahwa meskipun sistem sudah berjalan normal, hasil yang diperoleh saat menguji data bentuk gelombang terkuantifikasi tidak memuaskan. Mengapa ada kesenjangan seperti itu? Masalahnya mungkin terletak pada penggunaan metode dan peralatan pengujian!
Sebelum melakukan penyelidikan komprehensif apakah ini merupakan masalah produk sistem (dengan beban kerja yang besar, memakan waktu dan tenaga), kita harus terlebih dahulu memeriksa lingkungan pengujian, metode, dan metode untuk melihat apakah semuanya telah "diuji dengan benar". ? Cara memilih metode pengujian yang benar sangatlah penting!
Ⅰ.Cara memilih osiloskop yang sesuai berdasarkan indikator utamanya
Sebagai instrumen pengujian presisi tinggi yang umum digunakan, osiloskop dapat mengubah sinyal listrik yang tidak terlihat menjadi sinyal terlihat
gambar, sehingga memudahkan masyarakat untuk mempelajari proses perubahan berbagai fenomena kelistrikan. Penggunaan osiloskop yang benar sangat penting, karena penguji sering kali mengalami masalah yang tidak perlu karena pengaturan parameter yang salah yang mengakibatkan "data terukur" berbeda secara signifikan dari kondisi kerja sistem yang sebenarnya.
Tiga indikator utama osiloskop adalah bandwidth, laju pengambilan sampel, dan kedalaman penyimpanan.
1. Bandwidth: mengacu pada rentang frekuensi ketika respons menyebabkan amplitudo keluaran menurun hingga 70,7% (-3dB).
Dengan pengembangan berkelanjutan dari teknologi sakelar dan penyearah daya frekuensi tinggi, dan peningkatan berkelanjutan pada frekuensi operasi catu daya, sakelar daya saat ini di pasaran, seperti MOSFET GaN, MOSFET SiC, dan tabung penyearah SiC Schottky, memiliki daya hidup/ waktu mati kurang dari 5ns (dengan frekuensi mati melebihi 200MHz). Dalam proses rekayasa pengukuran, untuk mengamati sinyal yang berubah dengan cepat tersebut diperlukan suatu sistem pengukuran dengan bandwidth yang cukup, yang tidak hanya bandwidth osiloskop saja, bandwidth probe juga harus mencukupi.
Bandwidth probe diferensial dan osiloskop yang umum digunakan adalah 100MHz, yang dapat memenuhi kebutuhan pengujian harian.
Semakin tinggi bandwidth, semakin luas jangkauan harmonik tingkat tinggi dari sinyal terukur yang dapat dikumpulkan, dan semakin sedikit distorsi sinyal terukur. Namun, bandwidth probe belum tentu lebih baik. Semakin tinggi bandwidth, semakin banyak frekuensi yang dimasukkan, dan semakin banyak sinyal noise yang masuk. Mengambil osiloskop pengujian kebisingan riak sebagai contoh, batas bandwidth 20MHz perlu diaktifkan untuk pengukuran, yang membatasi bandwidth. Demikian pula, ketika terdapat terlalu banyak gangguan kebisingan pada sinyal frekuensi rendah yang sedang diuji, pembatasan Bandwidth juga dapat diaktifkan pada probe diferensial (5MHz) atau osiloskop.
2. Kecepatan pengambilan sampel: Mengacu pada jumlah titik data yang dapat dikumpulkan per detik. Secara umum, indikator laju pengambilan sampel osiloskop mengacu pada laju pengambilan sampel tertinggi yang dapat dicapai selama pengoperasian. Kedalaman penyimpanan=laju pengambilan sampel × Waktu pengambilan sampel. Ketika osiloskop menampilkan bentuk gelombang di layar, itu mengacu pada jumlah
data bentuk gelombang. Bentuk gelombang yang ditampilkan pada layar osiloskop terdiri dari banyak titik pengambilan sampel, dan jumlah semua titik pengambilan sampel adalah kedalaman penyimpanan.
Apa dampak kedalaman penyimpanan pada pengukuran? Kami menambahkan gelombang persegi dengan frekuensi 1KHz dan amplitudo 2V ke osiloskop, dan menggunakan osiloskop kedalaman penyimpanan 28M untuk mencegat sinyal 14S. Saat ini sampling ratenya 2Msa/S dan amplifikasinya 2000 kali, namun masih berupa gelombang persegi.
Saat menggunakan osiloskop kedalaman penyimpanan 28K untuk mencegat sinyal 14S, laju pengambilan sampel adalah 2Ksa/S, dan amplifikasinya 2000 kali, bentuk gelombang yang dihasilkan terdistorsi.
Dari contoh tersebut dapat disimpulkan bahwa dengan waktu sampling yang sama, semakin besar sampling rate, semakin dalam kedalaman penyimpanan osiloskop, dan semakin detail bentuk gelombang yang disimpan. Selama pengujian, pastikan laju pengambilan sampel Anda mencukupi untuk menghindari distorsi bentuk gelombang yang disebabkan oleh waktu pengambilan sampel yang lama. Tingkat akuisisi maksimum osiloskop umum dapat mencapai 4MSA/s dalam mode bergulir, dan bahkan lebih tinggi dalam mode pemicu.
Mengambil bentuk gelombang debugging tegangan dari produk LMF1000-20Bxx housing berdaya tinggi sebagai contoh:
Saat mengembangkan, men-debug, dan menguji produk, biasanya digunakan osiloskop empat saluran akuisisi presisi tinggi 4GSa/s, yang benar-benar menampilkan sinyal frekuensi tinggi dan data kerja sementara produk, dan dapat mengevaluasi keandalan desain secara komprehensif melalui data.
Ⅱ. Tindakan pencegahan untuk menggunakan osiloskop
1. Osiloskop harus dikalibrasi saat dihubungkan ke probe pasif baru atau probe dimasukkan atau dicabut untuk digunakan, jika tidak, hasil pengujian mungkin tidak akurat (hasil pengujian riak dengan kesalahan lebih dari 10mV). Selama pengukuran, kabel ground probe harus dibuat sependek mungkin. Langkah-langkah kompensasi untuk penyelidikan adalah sebagai berikut:
Hubungkan probe ke saluran vertikal, lalu sambungkan ujung probe ke sinyal referensi gelombang persegi osiloskop;
Amati sinyal referensi gelombang persegi dan sesuaikan kapasitansi kompensasi. Cara penyesuaiannya dapat dilihat pada
gambar berikut;
2. Osiloskop dan probe harus memiliki impedansi yang cocok. Osiloskop umum memiliki resistor pencocokan yang dapat dialihkan sebesar 1M Ω (rangkaian umum) dan 50 Ω (rangkaian kecepatan tinggi) pada ujung masukan, yang dicocokkan dengan benar dengan probe untuk mengurangi dampak efek beban dari rangkaian yang diuji.
3. Saat menghubungkan kabel daya osiloskop ke ground, hindari penggunaan probe biasa untuk menyambung langsung ke produk yang ditenagai oleh sistem tenaga. Silakan gunakan probe diferensial untuk pengujian atau gunakan transformator isolasi untuk memberi daya pada osiloskop, atau gunakan pengukuran tanah mengambang (tanpa kabel listrik kabel tanah yang menghubungkan osiloskop) untuk menghindari gangguan kebisingan kabel tanah dari data nyata (terminal negatif dari osiloskop) probe pasif dihubungkan ke
daya PE osiloskop). Untuk perbandingan spesifik, silakan lihat gambar berikut:
4. Jangan gunakan probe pasif untuk pengujian EMC, semua pengukuran diferensial harus digunakan untuk mencegah lonjakan PE memasukkan sinyal lonjakan ke osiloskop saat osiloskop dibumikan, yang mengakibatkan kerusakan pada osiloskop atau hilangnya daya pada keluaran produk yang diuji (tidak normal hasil tes). Jalur catu daya penguji lonjakan arus dan catu daya osiloskop harus dihubungkan
o listrik utama.
