Metodo di misurazione dell'oscilloscopio digitale con alimentazione a commutazione
Dai tradizionali alimentatori analogici agli efficienti alimentatori a commutazione, i tipi e le dimensioni degli alimentatori variano notevolmente. Tutti devono affrontare ambienti lavorativi complessi e dinamici. Il carico e la domanda delle apparecchiature possono subire cambiamenti significativi in un istante. Anche gli alimentatori switching "giornalieri" devono essere in grado di sopportare valori di picco istantanei ben superiori al loro livello operativo medio. Gli ingegneri che progettano alimentatori o sistemi che utilizzano alimentatori devono comprendere le condizioni di funzionamento dell'alimentatore in condizioni statiche e nel caso peggiore.
In passato, descrivere le caratteristiche comportamentali di un alimentatore significava utilizzare un multimetro digitale per misurare corrente e tensione statica ed eseguire calcoli difficili con una calcolatrice o un PC. Oggi, la maggior parte degli ingegneri sceglie gli oscilloscopi come piattaforma di misurazione della potenza preferita. I moderni oscilloscopi possono essere dotati di software integrato di misurazione e analisi della potenza, semplificando la configurazione e rendendo più facili le misurazioni dinamiche. Gli utenti possono personalizzare i parametri chiave, calcolare automaticamente e visualizzare i risultati in pochi secondi, non solo i dati grezzi.
Problemi di progettazione degli alimentatori e relativi requisiti di misurazione
In una situazione ideale, ogni alimentatore dovrebbe funzionare come il modello matematico progettato per esso. Ma nel mondo reale, i componenti sono difettosi, i carichi possono cambiare, gli alimentatori possono essere distorti e i cambiamenti ambientali possono alterare le prestazioni. Inoltre, i requisiti di prestazioni e costi in continua evoluzione rendono la progettazione degli alimentatori più complessa. Considera questi problemi:
Quanti watt di potenza può mantenere l'alimentatore oltre la potenza nominale? Quanto può durare? Quanto calore emette l'alimentatore? Cosa succede quando si surriscalda? Quanto flusso d'aria di raffreddamento richiede? Cosa succede quando la corrente di carico aumenta in modo significativo? Il dispositivo è in grado di mantenere la tensione di uscita nominale? Come fa l'alimentatore a gestire un cortocircuito completo all'estremità di uscita? Cosa succede quando cambia la tensione di ingresso dell'alimentatore?
I progettisti devono sviluppare alimentatori che occupino meno spazio, riducano il calore, abbassino i costi di produzione e soddisfino standard EMI/EMC più severi. Solo un rigoroso sistema di misurazione può consentire agli ingegneri di raggiungere questi obiettivi.
Oscilloscopio e misura della potenza
Per coloro che sono abituati a utilizzare gli oscilloscopi per misurazioni a larghezza di banda elevata, la misurazione della potenza può essere semplice a causa della sua frequenza relativamente bassa. In effetti, ci sono molte sfide nella misurazione della potenza che i progettisti di circuiti ad alta velocità non devono mai affrontare.
La tensione dell'intero quadro può essere elevata e "fluttuante", ovvero non collegata a terra. L'ampiezza dell'impulso, il periodo, la frequenza e il ciclo di lavoro del segnale varieranno. È necessario acquisire e analizzare accuratamente la forma d'onda e rilevare eventuali anomalie nella forma d'onda. I requisiti per questo oscilloscopio sono severi. Sonde multiple: richiedono sonde a terminazione singola, sonde differenziali e sonde di corrente contemporaneamente. Lo strumento deve disporre di una memoria di grandi dimensioni per fornire spazio di registrazione per i risultati di acquisizione a bassa frequenza a lungo termine. Inoltre, potrebbe essere necessario acquisire segnali diversi con ampiezze significativamente diverse in un'unica acquisizione.
