Schakelende voeding digitale oscilloscoop-meetmethode
Van traditionele analoge voedingen tot efficiënte schakelende voedingen, de soorten en maten voedingen variëren enorm. Ze hebben allemaal te maken met complexe en dynamische werkomgevingen. De belasting en vraag van apparatuur kunnen in een mum van tijd aanzienlijke veranderingen ondergaan. Zelfs "dagelijkse" geschakelde voedingen moeten in staat zijn om momentane piekwaarden te weerstaan die hun gemiddelde bedrijfsniveau ver overschrijden. Ingenieurs die voedingen of systemen voor het gebruik van voedingen ontwerpen, moeten de werkomstandigheden van de voeding onder statische en ongunstigste omstandigheden begrijpen.
In het verleden betekende het beschrijven van de gedragskenmerken van een voeding het gebruik van een digitale multimeter om statische stroom en spanning te meten, en het uitvoeren van moeilijke berekeningen met een rekenmachine of pc. Tegenwoordig wenden de meeste ingenieurs zich tot oscilloscopen als hun favoriete platform voor vermogensmeting. Moderne oscilloscopen kunnen worden uitgerust met geïntegreerde software voor vermogensmeting en -analyse, waardoor de installatie wordt vereenvoudigd en dynamische metingen eenvoudiger worden. Gebruikers kunnen belangrijke parameters aanpassen, automatisch berekenen en binnen enkele seconden resultaten bekijken, niet alleen ruwe gegevens.
Ontwerpproblemen met de stroomvoorziening en hun meetvereisten
In een ideale situatie zou elke voeding moeten werken zoals het wiskundige model dat ervoor is ontworpen. Maar in de echte wereld zijn componenten defect, kunnen belastingen veranderen, kunnen voedingen vervormd raken en kunnen veranderingen in de omgeving de prestaties beïnvloeden. Bovendien maken de voortdurend veranderende prestatie- en kosteneisen het ontwerp van de stroomvoorziening complexer. Overweeg deze problemen:
Hoeveel Watt aan vermogen kan de voeding behouden boven het nominale vermogen? Hoe lang kan het duren? Hoeveel warmte stoot de voeding uit? Wat gebeurt er als het oververhit raakt? Hoeveel koelluchtstroom is er nodig? Wat gebeurt er als de belastingsstroom aanzienlijk toeneemt? Kan het apparaat zijn nominale uitgangsspanning behouden? Hoe gaat de voeding om met een volledige kortsluiting aan de uitgangszijde? Wat gebeurt er als de ingangsspanning van de voeding verandert?
Ontwerpers moeten voedingen ontwikkelen die minder ruimte in beslag nemen, de hitte verminderen, de productiekosten verlagen en voldoen aan strengere EMI/EMC-normen. Alleen een strikt meetsysteem kan ingenieurs in staat stellen deze doelen te bereiken.
Oscilloscoop en vermogensmeting
Voor degenen die gewend zijn oscilloscopen te gebruiken voor metingen met hoge bandbreedte, kan vermogensmeting eenvoudig zijn vanwege de relatief lage frequentie. In feite zijn er veel uitdagingen bij vermogensmeting waar ontwerpers van hogesnelheidscircuits nooit mee te maken krijgen.
De spanning van de gehele schakelinstallatie kan hoog en 'zwevend' zijn, wat betekent dat deze niet geaard is. De pulsbreedte, periode, frequentie en duty-cycle van het signaal zullen variëren. Het is noodzakelijk om de golfvorm nauwkeurig vast te leggen en te analyseren, en eventuele afwijkingen in de golfvorm te detecteren. De eisen aan deze oscilloscoop zijn streng. Meerdere sondes - waarvoor tegelijkertijd sondes met één uiteinde, differentiële sondes en stroomsondes nodig zijn. Het instrument moet een groot geheugen hebben om opnameruimte te bieden voor langdurige laagfrequente acquisitieresultaten. En het kan nodig zijn om in één acquisitie verschillende signalen met aanzienlijk verschillende amplitudes vast te leggen.
