Як перевірити форму хвилі струму за допомогою осцилографа
Осцилографи є найбільш часто використовуваним інструментом більшістю електронних інженерів. Коли люди думають про осцилографи, вони відразу ж думають про випробувальну напругу. Звичайно, багато осцилографів також можуть виконувати приблизний спектральний аналіз тощо, але багато осцилографів дуже стурбовані одним індикатором, який хвилює інженерів-електронників - - Струм не можна перевірити. У деяких аналізах і перевірках потрібно перевіряти не тільки напругу, але іноді і струм. Наразі деякі осцилографи високого класу можуть перевіряти струм, але для них потрібно придбати активний пробник струму окремо. Коли згадується слово активний, це означає, що ціна досить висока, так, вартість придбання пробника активного струму може бути майже такою ж, як покупка деяких марок осцилографів середнього класу, тому це не «багате» обладнання, яке можуть собі дозволити звичайні малі компанії.
Коли справа доходить до поточного тестування, деякі люди можуть сказати, що мультиметр не може просто виміряти це? Звичайно, мультиметр може вимірювати силу струму в певний момент, але є кілька проблем: 1. Тому що швидкість відгуку мультиметра повільна (зазвичай порядку сотень мС) ;2. Мультиметр не може записувати довгострокові результати тестування. Кращі лічильники можуть фіксувати максимальні та мінімальні значення тощо; 3. Найголовніше, що мультиметр не бачить процес зміни струму. Часто ми хочемо бачити процес змін. Наприклад, не тільки результати, ми хочемо знати, коли швидше за все виникне пошкодження транзистора від надточного струму, а не просто бачити, як димить транзистор.
Чи неможливо використовувати осцилограф, щоб побачити процес зміни струму без дорогого датчика струму? Насправді ми все ще можемо знайти рішення, змінивши своє мислення. Метод насправді дуже простий, тобто I=V/R, який ми вивчали на фізиці в середній школі. Я плачу. Зауважте, що V - це не напруга в певній точці, а різниця потенціалів між двома точками. Це ключ, і це також місце, де деякі новачки схильні впадати в непорозуміння. Якщо ви використовуєте зміну напруги в певний момент для прогнозування зміни струму, ви часто будете робити помилки. Так, ми можемо побачити це з прикладу тесту пізніше.
специфічний метод:
Специфічний метод цього методу такий: використовуйте два зонди для вимірювання напруги V1 і V2 на обох кінцях опору (це може бути навіть ділянка лінії, звичайно, за умови, що опір цієї ділянки лінії достатньо великий, щоб створити відповідну різницю потенціалів на обох кінцях), потім скористайтеся функцією обчислення осцилографа, щоб обчислити △V=V1-V2 у реальному часі та I=△V/R. Поки навколишнє середовище не змінюється кардинально, ми можемо вважати, що R незмінний, тому I змінюється з △V. Він змінюється лінійно, тому зміна △V відображає зміну струму. Давайте на прикладі перевіримо, чи можливий цей метод.
Приклад перевірки:
Осцилограф перевіряє зміни напруги та струму між стоком та витоком трубки MOS на друкованій платі в момент увімкнення живлення. Коричневий сигнал — це напруга джерела Vs, фіолетовий — напруга стоку Vd, а жовтий — менший. Груба форма сигналу – це напруга стік-витік △Vsd =Vs-Vd, розрахована за допомогою функції обчислення осцилографа (у цьому прикладі канал C1 вимірює Vs, а канал C2 вимірює Vd, тому конкретні параметри обчислення наведені в Рисунок 2 C1-C2); Зелена форма сигналу — це струм стоку-витоку Isd, виміряний за допомогою активного датчика струму. З порівняння форм сигналів Isd і △Vsd можна побачити, що процеси їх зміни дуже близькі; виміряно за допомогою датчика активного струму. Пікове значення Isd становить приблизно 3,6 A; розраховане пікове значення △Vsd становить близько 0,43 В, а опір лінії, виміряний мультиметром, становить близько 0,15?, отже, поточне пікове значення, отримане методом різниці потенціалів, становить приблизно {{ 16}}.43 В/0.15?=2.87A, що відрізняється від результатів перевірки датчика активного струму. Звичайно, це пов’язано з увімкненим опором трубки MOS у різних станах, похибкою осцилографа, пасивного пробника та мультиметра тощо, але використовуйте цей метод для перевірки струму, який нас найбільше хвилює. Процес змін цілком здійсненний. Спостерігаючи за зміною струму, ми можемо приблизно визначити, коли найімовірніше відбудеться пошкодження МОП-трубки, що забезпечить основу для вжиття правильних заходів.
Побачивши це, досвідчені інженери можуть задати питання: як вирішити синфазний коефіцієнт відхилення CMRR при використанні звичайних зондів для тестування? Ця проблема дійсно існує, але, як ми вже зазначали раніше, головна мета цього методу полягає в тому, щоб дозволити нам побачити процес зміни струму під впливом різних факторів, точність конкретного значення струму, перевіреного цим методом, точно не така ж точна, як спеціалізований активний датчик струму (якщо цей безкоштовний метод може повністю вирішити проблему десятків тисяч доларів) Активні датчики струму більше не продаватимуться в майбутньому. Звичайно, якщо ви випадково прочитаєте цю статтю і одного разу розв’яжете попередню нерозкриту справу, проаналізувавши зміни в струмі, ви можете переконати свого боса випити на дві пляшки менше і купити зонд струму^_^); і щоб вирішити CMRR, вам потрібно використовувати активний диференціальний зонд. Ціна цього матеріалу порівнянна з ціною пробника. У цьому випадку ми не досягнемо нашої мети не витрачати гроші^_ ^; Однак Vs-Vd має перевагу усунення деяких перешкод у сигналі.
