В повседневной работе FAE мы часто получаем отзывы от пользователей о том, что, хотя система уже работает нормально, результаты, полученные при тестировании количественных данных формы сигнала, не являются удовлетворительными. Почему такое несоответствие? Проблема может заключаться в использовании методов и оборудования тестирования!
Прежде чем проводить комплексное расследование того, является ли это проблемой системного продукта (с огромной рабочей нагрузкой, отнимающей много времени и труда), мы должны сначала проверить среду тестирования, методы и методы, чтобы убедиться, что они были «правильно протестированы». ? Как выбрать правильный метод тестирования особенно важно!
Ⅰ.Как выбрать подходящий осциллограф по его основным показателям
Являясь широко используемым высокоточным испытательным инструментом, осциллограф может преобразовывать невидимые электрические сигналы в видимые.
изображения, позволяющие людям легко изучать процесс изменения различных электрических явлений. Правильное использование осциллографа имеет решающее значение, поскольку у тестировщиков часто возникают ненужные проблемы из-за неправильных настроек параметров, в результате чего «измеренные данные» значительно отличаются от фактического рабочего состояния системы.
Тремя ключевыми показателями осциллографа являются полоса пропускания, частота дискретизации и глубина хранения.
1. Полоса пропускания: относится к диапазону частот, в котором отклик приводит к уменьшению выходной амплитуды до 70,7% (-3 дБ).
Благодаря постоянному развитию технологий высокочастотных силовых переключателей и выпрямителей, а также постоянному улучшению рабочей частоты источника питания, существующие на рынке силовые переключатели, такие как GaN MOSFET, SiC MOSFET и SiC выпрямительные трубки Шоттки, имеют возможность включения/выключения. время выключения менее 5нс (при частоте выключения более 200МГц). В процессе инженерных измерений для наблюдения таких быстро меняющихся сигналов необходима измерительная система с достаточной полосой пропускания, которая равна не только полосе пропускания осциллографа. Полоса пропускания пробника также должна быть достаточной.
Полоса пропускания широко используемых дифференциальных пробников и осциллографов составляет 100 МГц, что позволяет удовлетворить потребности ежедневного тестирования.
Чем выше полоса пропускания, тем шире диапазон высших гармоник измеряемого сигнала, которые можно собрать, и тем меньше искажений измеряемого сигнала. Однако полоса пропускания зонда не обязательно лучше. Чем выше полоса пропускания, тем больше частот вводится и тем больше шумовых сигналов поступает. Если взять в качестве примера осциллограф для измерения пульсирующего шума, то для измерения необходимо включить ограничение полосы пропускания 20 МГц, что ограничивает полосу пропускания. Аналогичным образом, если в тестируемом низкочастотном сигнале слишком много шумовых помех, ограничение полосы пропускания также можно включить на дифференциальных пробниках (5 МГц) или осциллографах.
2. Частота выборки: относится к количеству точек данных, которые могут быть собраны в секунду. Вообще говоря, показатель частоты дискретизации осциллографа относится к самой высокой частоте дискретизации, которая может быть достигнута в процессе работы. Глубина хранения = частота дискретизации × время выборки. Когда осциллограф отображает форму сигнала на экране, это относится к числу
данные о форме волны. Форма сигнала, отображаемая на экране осциллографа, состоит из множества точек выборки, а количество всех точек выборки представляет собой глубину хранения.
Как глубина хранения влияет на измерения? Мы добавляем в осциллограф прямоугольный сигнал с частотой 1 кГц и амплитудой 2 В и используем осциллограф с глубиной хранения 28 МБ для перехвата сигнала 14S. В настоящее время частота дискретизации составляет 2 Мвыб/с, а усиление — 2000 раз, но это по-прежнему прямоугольный сигнал.
При использовании осциллографа с глубиной хранения 28К для перехвата сигнала 14S частота дискретизации составляет 2Ksa/S, а усиление - в 2000 раз, результирующая форма сигнала искажается.
Из этого примера можно сделать вывод, что при одинаковом времени выборки, чем больше частота выборки, тем глубже глубина хранения осциллографа и больше деталей можно увидеть в сохраненной форме сигнала. Во время тестирования убедитесь, что частота дискретизации достаточна, чтобы избежать искажений формы сигнала, вызванных длительным временем выборки. Максимальная скорость сбора данных обычного осциллографа может достигать 4MSA/с в режиме прокрутки и даже выше в режиме запуска.
В качестве примера возьмем форму сигнала отладки напряжения для продукта LMF1000-20Bxx с мощным корпусом:
При разработке, отладке и тестировании продуктов обычно используется высокоточный четырехканальный осциллограф с частотой 4 Гвыб/с, который действительно отображает высокочастотные сигналы и переходные рабочие данные продукта и может всесторонне оценить надежность конструкции посредством данные.
Ⅱ. Меры предосторожности при использовании осциллографов
1. Осциллограф должен быть откалиброван при подключении к новому пассивному пробнику или при вставке или отключении пробника для использования, в противном случае результаты теста могут быть неточными (результаты теста пульсаций с погрешностью более 10 мВ). Во время измерения провод заземления датчика должен быть как можно короче. Этапы компенсации для зонда следующие:
Подключите пробник к вертикальному каналу, а затем подключите наконечник пробника к опорному сигналу прямоугольной формы осциллографа;
Наблюдайте за опорным сигналом прямоугольной формы и отрегулируйте компенсационную емкость. Способ регулировки можно увидеть в
следующий рисунок;
2. Осциллограф и пробник должны быть согласованы по импедансу. Осциллограф общего назначения имеет переключаемый согласующий резистор сопротивлением 1 МОм (общая цепь) и 50 Ом (высокоскоростная цепь) на входном конце, который правильно согласуется с пробником, чтобы уменьшить влияние нагрузки на проверяемую цепь.
3. При заземлении шнура питания осциллографа необходимо избегать использования обычного пробника для прямого подключения к изделиям, питаемым от сети. Пожалуйста, используйте дифференциальный пробник для тестирования или используйте изолирующий трансформатор для питания осциллографа, или используйте измерение с плавающей землей (без шнура питания с заземляющим проводом, подключающего осциллограф), чтобы избежать помех от шума заземляющего провода от реальных данных (отрицательная клемма осциллографа). пассивный датчик подключается к
мощность PE осциллографа). Для конкретного сравнения, пожалуйста, обратитесь к следующему рисунку:
4. Не используйте пассивные пробники для тестирования ЭМС. Все дифференциальные измерения следует использовать, чтобы предотвратить выбросы напряжения PE, которые могут привести к появлению сигналов перенапряжения в осциллографе, когда осциллограф заземлен, что может привести к повреждению осциллографа или потере мощности на выходе тестируемого продукта (ненормальное состояние). результаты теста). Линия питания тестера перенапряжения и источник питания осциллографа должны быть подключены.
o сетевое питание.
