Misurare l'ondulazione dell'alimentatore con Rigol DS1052E


8

Di recente ho ricevuto (come regalo di compleanno) un oscilloscopio Rigol DS1052E. Ho letto degli oscilloscopi ma non ne ho mai usato uno.

Quindi la mia domanda è:

  • Come posso misurare la tensione di ondulazione di un alimentatore lineare flottante, usando questo oscilloscopio?

Questo può essere fatto con questo oscilloscopio (o il rumore del modo comune sarà troppo alto, poiché la clip di massa della sonda è collegata a terra)? Per ottenere una lettura abbastanza accurata avrei bisogno di sonde differenziali? Oppure posso usare i due canali dell'ambito e aggiungerli insieme?

Risposte:


10

Dovresti essere in grado di misurare in sicurezza l'alimentatore lineare flottante, purché tu sappia cosa stai facendo e sei sicuro che l'alimentatore stia effettivamente fluttuando.

Quindi il primo passo è assicurarsi che l'offerta sia fluttuante. Sarebbe semplice utilizzare un multimetro per confermare che non esiste un percorso conduttivo tra i binari e la massa dell'alimentatore. È vero, puoi semplicemente collegare il connettore di terra della sonda dell'oscilloscopio a un punto del circuito. Spesso questa sarebbe la linea negativa del circuito, ma non è necessario.

Se l'alimentatore non sta fluttuando (o per dire più chiaramente è collegato a terra), dovresti collegare la terra della sonda dell'oscilloscopio alla guida di terra dell'alimentatore. Di solito sarebbe la rotaia negativa, ma potrebbe essere positiva, quindi per essere sicuri al 100%, dovresti confermare la connessione di terra con un multimetro.

Nota che una volta che hai collegato la clip di terra della sonda ad una parte del circuito, quella parte ora è riferita a terra! Questo è importante, perché anche la clip di terra dell'altra sonda è collegata a terra e se tocchi un'altra parte del circuito con essa, la cortocircuiti a terra, il che potrebbe avere conseguenze molto negative.

Ecco uno schema delle normali connessioni della sonda all'interno di un oscilloscopio:

collegamento a terra

Quindi, ad esempio, se si collega la clip di terra di una sonda alla guida negativa dell'alimentazione e l'altra a positiva, si avrebbe un cortocircuito.

Ora sulla misurazione effettiva stessa:

Il primo passo sarebbe vedere se la sonda è in grado di gestire le tensioni e determinare l'impostazione della sonda appropriata. Solitamente l'attenuazione 10x viene utilizzata sulle sonde, poiché ciò rappresenta ciò che di solito è un carico trascurabile sull'alimentatore e fornisce una maggiore larghezza di banda per l'oscilloscopio.

Successivamente, collegare la clip di messa a terra della sonda all'alimentazione e la punta della sonda nel punto che si desidera misurare. Alcune fonti raccomandano che il dispositivo testato sia spento durante la connessione e che a me sembri una buona idea poiché riduce al minimo le possibilità di fare un corto da qualche parte dove non dovrebbe essere mentre si collega la sonda. Una volta collegata la sonda, verificare che la sonda sia correttamente collegata e non tocchi nulla che non dovrebbe essere, come i dissipatori di calore (che potrebbero essere collegati al lato negativo dell'alimentatore).

Quindi, attivare l'oscilloscopio e assicurarsi che il fattore di attenuazione della sonda sia impostato sulla stessa impostazione della sonda. Quindi assicurarsi che l'impostazione dell'accoppiamento della sonda sia corretta. Non dovrebbe essere impostato a terra e dovrebbe essere impostato su DC. Maggiori informazioni sono nel manuale sotto To Set up the Vertical System.

Il prossimo passo sarebbe impostare la tensione di innesco dell'oscilloscopio per la sonda collegata un po 'più alta (o più bassa) della tensione nominale dell'alimentatore. Ciò dovrebbe innescare l'oscilloscopio al ripple.

Successivamente, accendere l'alimentatore. Dovresti essere in grado di vedere una linea piatta (più o meno) che rappresenta la tensione di uscita dell'alimentazione sullo schermo e potresti vedere alcune interferenze che corrono su quella tensione.

La parte successiva è un po 'più difficile da spiegare ed è un po' più sperimentale, ma una volta che lo fai alcune volte, sarà facile.

L'idea è di ingrandire l'ingerenza che vedi. Puoi provare con le misurazioni automatiche e vedere come funzionano. Nel caso in cui non mostrino ciò che vuoi vedere, ti spiegherò come farlo manualmente. L'intera storia è spiegata nella parte delle impostazioni orizzontali e verticali del manuale. Fondamentalmente usi la manopola della scala per ingrandire l'onda che vedi e poi usi la manopola di posizione per impostare l'onda al centro. Di solito regola prima le impostazioni verticali, quindi orizzontali e ripeto la procedura fino a quando riesco a vedere chiaramente l'ondulazione. Una volta che lo vedi, puoi misurare l'ondulazione usando il reticolo oppure puoi usare i cursori. L'uso del cursore è spiegato nell'esempio 5 alla fine del manuale per l'ambito e nelTo Measure with Cursorssezione. Quando usi il reticolo, devi semplicemente cercare quanto tempo o volt rappresenta ciascuna divisione e quindi moltiplicare il numero di divisioni occupate per il valore che hai. La misurazione con il cursore di solito fornisce risultati più precisi.

Finora non ho menzionato il menu matematico, perché non è necessario utilizzarlo. È assolutamente necessario fare riferimento a un punto del circuito alla terra degli oscilloscopi, poiché l'oscilloscopio esegue tutte le misurazioni rispetto alla terra. Se si collega una sonda al binario positivo dell'alimentatore e la seconda a negativo e si sottraggono, si otterrà lo stesso risultato come se si misurasse contro la massa della clip della sonda.

Si noti che nel caso dell'alimentatore lineare isolato, non è possibile ottenere un loop di terra e avere rumore, poiché non ci sarà corrente che va dalla terra dell'alimentatore attraverso la terra dell'oscilloscopio alla terra principale, perché l'alimentatore stesso non è ' t con riferimento a terra e non esiste un circuito chiuso per il passaggio della corrente.

Un po 'sull'accoppiamento CA: come dice Vorac, se si imposta la sonda sull'accoppiamento CA, verranno rimossi i segnali a bassa frequenza. Ciò include il componente CC della tensione di alimentazione, che ti lascerà solo con l'ondulazione. In questo modo, puoi evitare la necessità di utilizzare i controlli di posizione verticale per rendere visibile il rumore perché sarà già centrato su zero volt, quindi puoi semplicemente ingrandirlo.

Un'altra cosa utile sono le impostazioni del trigger. Puoi anche impostare il filtro sul circuito di attivazione, in modo che funzioni su AC, DC, basse o alte frequenze. L'accoppiamento del trigger CA rimuoverà tutti i segnali al di sotto di 10 Hz dal circuito di trigger, quindi i segnali periodici lenti non interferiranno con il trigger. Il rifiuto LF bloccherà tutti i segnali al di sotto di 8 kHz e il rifiuto HF bloccherà tutti i segnali al di sopra di 150 kHz. Questo a volte può essere utile se stai cercando di concentrarti su un solo componente del segnale e attivarlo.


+1 Ottima risposta! Forse potrebbe essere aggiunta una sezione sull'accoppiamento CA, per fornire un'alternativa al noioso zoom.
Vorac,

@Vorac Avevo un po 'paura che potesse rimuovere il rumore necessario, ma rimuove solo tutto sotto i 10 Hz qui, quindi probabilmente andrà bene.
AndrejaKo

@AndrejaKo Grazie per questa fantastica risposta. Ho un'altra domanda: posso fare affidamento sulle misurazioni dell'ondulazione eseguite con questo ambito (Rigol DS1052E)? Voglio dire, il rumore interno di questa unità non è troppo alto per le misurazioni dell'ondulazione?
Buzai Andras,

@Buzai Andras Bene, dipende da quanto buona lettura desideri. In realtà non ho letto molto sui problemi di rumore interno con questo oscilloscopio, quindi non posso dire se è un grosso problema o no, ma l'unità sembra essere ben raccomandata, quindi probabilmente non sarebbe un grosso problema. Hai qualche fonte che menziona i problemi di rumore interno? Inoltre, devi dirci di più sull'alimentazione lineare stessa. È un tipo speciale a basso ripple? Quale tensione di ondulazione ti aspetti?
AndrejaKo

@AndrejaKo Nel processo di apprendimento dell'elettronica ho iniziato a progettare il mio alimentatore. Niente di speciale, solo il tipo LM317 standard :). Quindi stavo pensando di misurare l'ondulazione per questo. Mi aspetterei da un'increspatura di 10-15 mV (da picco a picco). Grazie.
Buzai Andras,

1

Se potessi fare riferimento al manuale , pagina 2-92. Questa è l'interfaccia per la misurazione automatica di {frequenza dell'armonica dominante, valore minimo, valore massimo, ampiezza} tra gli altri. Penso che sia necessario misurare l'ampiezza da picco a picco.

D'altra parte, si può "aggiungere, sottrarre e moltiplicare matematiche Funzioni" dalla matematica tasto (matematiche Funzioni == due diversi segnali di canali). Penso che non ti serva, comunque.

Infine, una parola calante (sebbene tu lo sappia e anche menzionalo nella tua risposta, vorrei sottolinearlo). Poiché la clip di terra è collegata a terra, non si dovrebbe mai misurare la potenza della parete senza un trasformatore di isolamento . L'alimentatore è mobile, quindi questo non è un problema questa volta .


never measure the wall power without an isolation transformerChe cosa? Il punto centrale della connessione di terra sull'oscilloscopio è assicurarsi che il dispositivo sia sicuro da usare e non debba mai essere aggirato, soprattutto per questo motivo.
AndrejaKo

Bene, la clip zero della sonda di misurazione è messa a terra. Nel mio layout, il muro di terra è cortocircuitato verso il muro zero (brutto male - ma molte persone lo fanno in questo modo). Pertanto, il collegamento della clip a un filo caldo provoca un cortocircuito. Ancora una volta, un cablaggio adeguato richiede linee di alimentazione a tre fili, ma in molte case non è questa la situazione.
Vorac,

1
Poiché l'OP ha un alimentatore flottante, il collegamento della clip della sonda con messa a terra a una linea positiva non dovrebbe creare un corto circuito. Inoltre, anche se la terra dell'edificio non è azzerata ma collegata a terra reale, avresti comunque un cortocircuito con alimentazione non isolata se la terra della sonda è collegata a positivo poiché la linea zero della potenza dell'edificio è effettivamente riferita a terra .
AndrejaKo

@AndrejaKo, potresti per favore spiegare ulteriormente. Per come la vedo io, la clip è in cortocircuito verso lo zero attraverso l'oscilloscopio. Quindi toccare un filo sotto tensione crea un corto {filo vivo - zero} e uno spettacolo di luci. È un buon punto che l'edificio zero sia radicato.
Vorac

Potrei dover portare una foto qui, quindi prima di iniziare a disegnare, vorrei confermare che ti ho capito correttamente: vuoi una spiegazione del perché quando colleghi la clip della sonda al binario positivo di un alimentatore galleggiante, non devi ottieni un boom, uno spettacolo di luci e un cavo a massa liquido, giusto?
AndrejaKo
Utilizzando il nostro sito, riconosci di aver letto e compreso le nostre Informativa sui cookie e Informativa sulla privacy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.