ในการทำงานประจำวันของ FAE เรามักจะได้รับการตอบรับจากผู้ใช้ว่าแม้ว่าระบบจะทำงานตามปกติแล้ว แต่ผลลัพธ์ที่ได้รับเมื่อทดสอบข้อมูลรูปคลื่นเชิงปริมาณกลับไม่เป็นที่น่าพอใจ เหตุใดจึงมีความคลาดเคลื่อนดังกล่าว ปัญหาอาจอยู่ที่การใช้วิธีทดสอบและอุปกรณ์!
ก่อนที่จะดำเนินการตรวจสอบที่ครอบคลุมว่าเป็นปัญหาของผลิตภัณฑ์ระบบหรือไม่ (ซึ่งมีปริมาณงานจำนวนมาก ใช้เวลานาน และต้องใช้แรงงานมาก) เราต้องตรวจสอบสภาพแวดล้อมการทดสอบ วิธีการ และวิธีการต่างๆ ก่อนเพื่อดูว่า "ทดสอบอย่างถูกต้อง" หรือไม่ ? วิธีการเลือกวิธีการทดสอบที่ถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง!
Ⅰ.วิธีการเลือกออสซิลโลสโคปที่เหมาะสมตามตัวบ่งชี้ที่สำคัญ
เนื่องจากเป็นเครื่องมือทดสอบที่มีความแม่นยำสูงที่ใช้กันทั่วไป ออสซิลโลสโคปสามารถเปลี่ยนสัญญาณไฟฟ้าที่มองไม่เห็นให้กลายเป็นสัญญาณที่มองเห็นได้
ภาพทำให้ง่ายต่อการศึกษากระบวนการเปลี่ยนแปลงของปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าต่างๆ การใช้ออสซิลโลสโคปอย่างถูกต้องถือเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากผู้ทดสอบมักประสบปัญหาที่ไม่จำเป็นเนื่องจากการตั้งค่าพารามิเตอร์ไม่ถูกต้อง ซึ่งส่งผลให้ "ข้อมูลที่วัดได้" แตกต่างอย่างมากจากสถานะการทำงานจริงของระบบ
ตัวบ่งชี้หลักสามประการของออสซิลโลสโคปคือแบนด์วิดท์ อัตราการสุ่มตัวอย่าง และความลึกของการจัดเก็บ
1. แบนด์วิดท์: หมายถึงช่วงความถี่เมื่อการตอบสนองทำให้แอมพลิจูดเอาต์พุตลดลงเหลือ 70.7% (-3dB)
ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีสวิตช์ไฟความถี่สูงและวงจรเรียงกระแส และการปรับปรุงความถี่การทำงานของแหล่งจ่ายไฟอย่างต่อเนื่อง สวิตช์ไฟในปัจจุบันในตลาด เช่น GaN MOSFET, SiC MOSFET และหลอดเรียงกระแส SiC Schottky มีการเปิด/ปิด เวลาปิดน้อยกว่า 5ns (โดยมีความถี่ปิดเกิน 200MHz) ในกระบวนการวัดทางวิศวกรรม เพื่อสังเกตสัญญาณที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว จำเป็นต้องมีระบบการวัดที่มีแบนด์วิธเพียงพอ ซึ่งไม่เพียงแต่แบนด์วิธของออสซิลโลสโคปเท่านั้น แบนด์วิดท์ของโพรบก็ควรจะเพียงพอด้วย
แบนด์วิดท์ของดิฟเฟอเรนเชียลโพรบและออสซิลโลสโคปที่ใช้กันทั่วไปคือ 100MHz ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการของการทดสอบรายวัน
ยิ่งแบนด์วิธสูงเท่าใด ช่วงของฮาร์โมนิคลำดับสูงของสัญญาณที่วัดได้ก็จะยิ่งกว้างขึ้นเท่านั้น และการบิดเบือนของสัญญาณที่วัดก็จะน้อยลง อย่างไรก็ตาม แบนด์วิธของโพรบไม่จำเป็นต้องดีกว่าเสมอไป ยิ่งแบนด์วิธสูงเท่าใด ความถี่ก็จะยิ่งเพิ่มมากขึ้น และสัญญาณรบกวนก็จะเข้ามามากขึ้นเท่านั้น ยกตัวอย่างออสซิลโลสโคปทดสอบสัญญาณรบกวนระลอกคลื่น จำเป็นต้องเปิดใช้งานขีดจำกัดแบนด์วิดท์ 20MHz สำหรับการวัด ซึ่งจะจำกัดแบนด์วิดท์ ในทำนองเดียวกัน เมื่อมีการรบกวนสัญญาณรบกวนมากเกินไปในสัญญาณความถี่ต่ำที่กำลังทดสอบ การจำกัดแบนด์วิดท์ยังสามารถเปิดใช้งานบนโพรบดิฟเฟอเรนเชียล (5MHz) หรือออสซิลโลสโคปได้
2. อัตราการสุ่มตัวอย่าง: หมายถึงจำนวนจุดข้อมูลที่สามารถรวบรวมได้ต่อวินาที โดยทั่วไปแล้ว ตัวบ่งชี้อัตราการสุ่มตัวอย่างของออสซิลโลสโคปหมายถึงอัตราการสุ่มตัวอย่างสูงสุดที่สามารถทำได้ระหว่างการทำงาน ความลึกในการจัดเก็บ=อัตราการสุ่มตัวอย่าง × เวลาในการสุ่มตัวอย่าง เมื่อออสซิลโลสโคปแสดงรูปคลื่นบนหน้าจอ มันจะอ้างอิงถึงจำนวน
ข้อมูลรูปคลื่น รูปคลื่นที่แสดงบนหน้าจอออสซิลโลสโคปประกอบด้วยจุดสุ่มตัวอย่างหลายจุด และจำนวนจุดสุ่มตัวอย่างทั้งหมดคือความลึกในการจัดเก็บ
ความลึกของการจัดเก็บมีผลกระทบต่อการวัดอย่างไร? เราเพิ่มคลื่นสี่เหลี่ยมที่มีความถี่ 1KHz และแอมพลิจูด 2V ให้กับออสซิลโลสโคป และใช้ออสซิลโลสโคปที่มีความลึกในการจัดเก็บข้อมูล 28M เพื่อดักจับสัญญาณ 14S ในเวลานี้ อัตราการสุ่มตัวอย่างคือ 2Msa/S และการขยายคือ 2,000 เท่า แต่ยังคงเป็นคลื่นสี่เหลี่ยม
เมื่อใช้ออสซิลโลสโคปความลึกในการจัดเก็บข้อมูล 28K เพื่อดักจับสัญญาณ 14S อัตราการสุ่มตัวอย่างคือ 2Ksa/S และการขยายสัญญาณคือ 2000 เท่า รูปคลื่นที่ได้จะบิดเบี้ยว
จากตัวอย่างนี้สามารถสรุปได้ว่าด้วยเวลาในการสุ่มตัวอย่างเท่ากัน ยิ่งอัตราการสุ่มตัวอย่างมากขึ้น ความลึกในการจัดเก็บข้อมูลของออสซิลโลสโคปก็จะยิ่งลึกขึ้น และรายละเอียดเพิ่มเติมสามารถเห็นได้ในรูปคลื่นที่บันทึกไว้ ในระหว่างการทดสอบ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอัตราการสุ่มตัวอย่างของคุณเพียงพอเพื่อหลีกเลี่ยงการบิดเบือนของรูปคลื่นที่เกิดจากระยะเวลาในการสุ่มตัวอย่างนาน อัตราการได้มาสูงสุดของออสซิลโลสโคปทั่วไปสามารถสูงถึง 4MSA/s ในโหมดกลิ้ง และสูงกว่านั้นในโหมดทริกเกอร์
ยกตัวอย่างรูปคลื่นการแก้ไขจุดบกพร่องความเครียดของผลิตภัณฑ์ที่อยู่อาศัยกำลังสูง LMF1000-20Bxx:
เมื่อพัฒนา แก้จุดบกพร่อง และทดสอบผลิตภัณฑ์ โดยปกติจะใช้ออสซิลโลสโคปสี่ช่องสัญญาณที่มีความแม่นยำสูงระดับ 4GSa/s ซึ่งจะแสดงสัญญาณความถี่สูงและข้อมูลการทำงานชั่วคราวของผลิตภัณฑ์อย่างแท้จริง และสามารถประเมินความน่าเชื่อถือของการออกแบบได้อย่างครอบคลุมผ่าน ข้อมูล.
Ⅱ. ข้อควรระวังในการใช้ออสซิลโลสโคป
1. ต้องปรับเทียบออสซิลโลสโคปเมื่อเชื่อมต่อกับโพรบพาสซีฟใหม่หรือโพรบที่เสียบหรือถอดปลั๊กเพื่อใช้งาน มิฉะนั้นผลการทดสอบอาจไม่แม่นยำ (ผลการทดสอบระลอกคลื่นที่มีข้อผิดพลาดมากกว่า 10mV) ในระหว่างการวัด ควรรักษาสายกราวด์ของโพรบให้สั้นที่สุด ขั้นตอนการชดเชยสำหรับโพรบมีดังนี้:
เชื่อมต่อโพรบเข้ากับช่องแนวตั้ง จากนั้นเชื่อมต่อปลายโพรบกับสัญญาณอ้างอิงคลื่นสี่เหลี่ยมของออสซิลโลสโคป
สังเกตสัญญาณอ้างอิงคลื่นสี่เหลี่ยมและปรับความจุการชดเชย สามารถดูวิธีการปรับได้ใน
รูปต่อไปนี้;
2. ออสซิลโลสโคปและโพรบจะต้องมีการจับคู่อิมพีแดนซ์ ออสซิลโลสโคปทั่วไปมีตัวต้านทานที่สลับได้ 1M Ω (วงจรทั่วไป) และ 50 Ω (วงจรความเร็วสูง) ที่ปลายอินพุต ซึ่งจับคู่อย่างถูกต้องกับโพรบเพื่อลดผลกระทบของผลกระทบต่อโหลดของวงจรที่ทดสอบ
3. เมื่อต่อสายดินสายไฟของออสซิลโลสโคป จำเป็นต้องหลีกเลี่ยงการใช้หัววัดปกติเพื่อเชื่อมต่อโดยตรงกับผลิตภัณฑ์ที่ขับเคลื่อนโดยระบบไฟฟ้า โปรดใช้โพรบดิฟเฟอเรนเชียลสำหรับการทดสอบ หรือใช้หม้อแปลงแยกเพื่อจ่ายไฟให้กับออสซิลโลสโคป หรือใช้การวัดกราวด์แบบลอย (โดยไม่ต้องใช้สายไฟสายกราวด์เชื่อมต่อกับออสซิลโลสโคป) เพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนสัญญาณรบกวนของสายกราวด์จากข้อมูลจริง (ขั้วลบของ โพรบแบบพาสซีฟเชื่อมต่อกับ
กำลัง PE ของออสซิลโลสโคป) สำหรับการเปรียบเทียบโดยเฉพาะ โปรดดูรูปต่อไปนี้:
4. อย่าใช้โพรบแบบพาสซีฟสำหรับการทดสอบ EMC ควรใช้การวัดส่วนต่างทั้งหมดเพื่อป้องกันไม่ให้ PE ไฟกระชากจากการแนะนำสัญญาณไฟกระชากไปยังออสซิลโลสโคปเมื่อออสซิลโลสโคปต่อสายดิน ส่งผลให้เกิดความเสียหายต่อออสซิลโลสโคปหรือการสูญเสียพลังงานของเอาต์พุตผลิตภัณฑ์ที่ทดสอบ (ผิดปกติ ผลการทดสอบ). ควรเชื่อมต่อสายไฟของเครื่องทดสอบไฟกระชากและแหล่งจ่ายไฟออสซิลโลสโคป
หรือกำลังไฟหลัก
