Fácil sequenciamento de potência e análise de ruído de ripple com osciloscópios MXO

Sua tarefa

Ligar ou desligar um projeto de circuito é fundamental para o comportamento adequado do dispositivo e ajuda a garantir que as peças e os componentes funcionem adequadamente nas condições de tensão esperadas. Um osciloscópio é ideal para inspecionar o comportamento de sincronização em sequências de trilhas de corrente. No entanto, um osciloscópio comum de 4 canais pode fornecer apenas uma análise limitada de circuitos complexos. Tensões de trilha menores e tolerâncias mais rigorosas, de 1% a 2%, muitas vezes dificultam que os instrumentos forneçam medições precisas devido ao ruído da ponta de prova e do instrumento. Cargas de comutação rápida e acoplamento de ruído de alta frequência podem causar problemas, especialmente com questões de interferência eletromagnética.

A solução da Rohde & Schwarz

A série de osciloscópios MXO 5 simplifica a análise da sequência de potência com uma sondagem fácil de diferentes trilhas de corrente. Os oito canais analógicos e os 16 canais lógicos significam que o osciloscópio pode acomodar diversas necessidades de aquisição para uma visão abrangente de várias trilhas. Com a memória padrão mais profunda do setor, de 500 Mpts por canal, o osciloscópio é excelente para capturar sequências de ativação/desativação de milissegundos e, ao mesmo tempo, manter a resolução de amostragem para os detalhes do sinal.

Ao reduzir a largura de banda na análise de ruído de ripple, as amostras do conversor A/D de 12 bits podem ser aprimoradas para uma resolução de alta definição (HD) de 18 bits para medições precisas. A alta sensibilidade de entrada do instrumento de 500 μV/div e a ampla faixa de desvio de ±5 V permitem que os usuários examinem uma trilha de 50 V em corrente contínua (ponta de prova 10:1) nas configurações de sensibilidade vertical mais altas. Ao aproveitar o desempenho aprimorado do front-end, a arquitetura do MXO usa um trigger baseado em amostras com uma sensibilidade notável de < 0,0001 divisões verticais.

Benefícios dos osciloscópios MXO

• Oito canais analógicos e 16 canais lógicos digitais
• 500 Mpts de memória padrão por canal
• 12 bits (conversor A/D com 18 bits no modo HD)
• Sensibilidade de 500 µV/div com faixa de desvio de ±5 V
• Trigger digital implementado

Considerações sobre a medição da sequência de potência

Níveis precisos de tensão com sincronização específica são essenciais para a funcionalidade do circuito. O sequenciamento de potência como um teste fundamental para circuitos pode ser um processo tedioso ao realizar a sondagem e comparar várias trilhas de corrente. Embora os canais lógicos possam ser usados aqui, seus detalhes são limitados, pois eles indicam apenas 1 ou 0 em relação a um limite. Aumentar o número de canais analógicos é melhor para capturar detalhes de transição.

Tempos de gravação substanciais são importantes, especialmente quando se observa por várias centenas de milissegundos ou até mesmo vários segundos (para circuitos de alta potência). A duração mais longa do registro é essencial para tempos de descarga suficientes e para a avaliação completa da dinâmica da sequência de potência. Nas redes de distribuição de energia, as trilhas CC inferiores são derivadas de fontes mais altas e precisam de tempo para se estabilizar antes de serem reguladas para trilhas menores.

Considerações sobre a medição do ruído de ripple

A largura de banda é importante para determinar a integridade da potência. Os sistemas de medição com larguras de banda mais altas sempre captam níveis de ruído mais altos. Identificar a faixa de frequência de interesse e selecionar as larguras de banda de medição e as configurações de filtro adequadas no equipamento de medição é fundamental para capturar os componentes de frequência relevantes e, ao mesmo tempo, filtrar ruídos e harmônicos indesejados. Os circuitos de conversão de potência geralmente têm uma frequência de comutação de 1 MHz. Portanto, 20 MHz de largura de banda são suficientes para uma análise de estabilidade do loop de controle de feedback. Há também uma tendência crescente de caracterizar o ruído de ripple de potência com uma largura de banda ainda maior na faixa dos gigahertz. A tendência enfatiza a análise de mudanças de carga de alta frequência. As pontas de prova Power Rail R&S®RT-ZPR podem fornecer até 4 GHz de largura de banda de análise.

Ao medir o ruído de ripple, tome cuidado para evitar a injeção de ruído adicional na configuração. Conexões diretas e curtas ajudam a minimizar a interferência. Os cabos coaxiais podem proporcionar uma configuração de baixa indutância para qualquer medição.

A análise espectral pode fornecer insights adicionais e ajudar a identificar os componentes de frequência dos ripples de potência, identificar fontes de ruído específicas e tratá-las com eficácia. Os osciloscópios MXO têm uma poderosa análise espectral que é atualizada a uma taxa de 45.000 FFT/s. A taxa de atualização rápida cria uma visão responsiva do ruído espectral para análise de interferência eletromagnética de eventos evasivos e esporádicos. Juntamente com as pontas de prova de campo próximo, as fontes de emissão podem ser localizadas e os designs de filtros necessários podem ser aplicados para atenuar os problemas de ruído de potência.

Resumo

A análise da trilha de corrente e sequência de potência são medições fundamentais para garantir o comportamento adequado do circuito. Com oito canais, a série MXO 5 é ideal para análise de múltiplas trilhas. Os 500 Mpts padrão por canal mantêm a alta resolução de amostragem e o conversor A/D de 12 bits oferece a mais alta precisão disponível para medições precisas. A filtragem e o cálculo da média de boxcar permitem que o modo HD forneça uma precisão de até 18 bits. A série MXO 5 também tem uma alta sensibilidade de entrada de 500 μV/div com faixa de desvio de ±5 V para facilitar as configurações de pontas de prova passivas em medições da trilha de corrente. A entrada do canal também pode aplicar filtros seletivos ou usar a filtragem do modo HD para gerar a largura de banda de medição necessária. Funções como análise de espectro e análise de resposta em frequência também podem ser úteis para caracterizar o comportamento do ripple de potência.