Ukur riak catu daya dengan Rigol DS1052E


8

Saya baru-baru ini menerima (sebagai hadiah ulang tahun) osiloskop Rigol DS1052E. Saya membaca tentang osiloskop, tetapi saya tidak pernah menggunakannya.

Jadi pertanyaan saya adalah:

  • Bagaimana saya bisa mengukur tegangan riak dari catu daya linier mengambang, menggunakan osiloskop ini?

Apakah ini dapat dilakukan dengan osiloskop ini (atau noise mode umum akan terlalu tinggi, karena klip ground probe terikat ke bumi)? Untuk mendapatkan pembacaan yang cukup akurat, apakah saya memerlukan probe diferensial? Atau bisakah saya menggunakan dua saluran lingkup dan menambahkannya bersama?

Jawaban:


10

Anda harus dapat dengan aman mengukur catu daya linier mengambang, selama Anda tahu apa yang Anda lakukan dan Anda yakin bahwa catu itu sebenarnya mengambang.

Jadi langkah pertama adalah memastikan bahwa pasokannya mengambang. Akan mudah untuk menggunakan multimeter untuk mengonfirmasi bahwa tidak ada jalur konduktif antara rel dan catu daya. Apakah itu benar, Anda cukup menghubungkan konektor ground probe osiloskop ke beberapa titik di sirkuit. Seringkali ini akan menjadi garis negatif rangkaian, tetapi tidak harus demikian.

Jika catu daya tidak mengambang (atau untuk mengatakan lebih jelas ground), Anda harus menghubungkan ground probe osiloskop ke rel ground dari catu daya. Itu biasanya berupa rel negatif, tetapi bisa positif, jadi untuk menjadi 100% yakin, Anda harus mengkonfirmasi koneksi ground dengan multimeter.

Perhatikan bahwa setelah Anda menghubungkan klip ground probe ke beberapa bagian sirkuit, bagian tersebut sekarang dirujuk ke ground! Itu penting, karena klip ground dari probe lain juga terhubung ke ground dan jika Anda menyentuh bagian lain dari sirkuit dengan itu, Anda akan pendek ke ground, yang bisa memiliki konsekuensi yang sangat negatif.

Berikut adalah diagram koneksi probe biasa di dalam osiloskop:

koneksi ground

Jadi jika Anda misalnya menghubungkan klip ground dari satu probe ke rail negatif dari supply dan yang lainnya ke positive, Anda akan mengalami hubungan arus pendek.

Sekarang tentang pengukuran aktual itu sendiri:

Langkah pertama adalah melihat apakah probe dapat menangani voltase dan menentukan pengaturan probe yang sesuai. Biasanya redaman 10x digunakan pada probe, karena itu mewakili apa yang biasanya diabaikan pada catu daya dan menyediakan lebih banyak bandwidth untuk osiloskop.

Setelah itu, hubungkan klip ground probe ke catu daya dan ujung probe ke titik yang ingin Anda ukur. Beberapa sumber merekomendasikan bahwa perangkat yang diuji dimatikan selama koneksi dan bagi saya terlihat seperti ide yang bagus karena meminimalkan kemungkinan untuk membuat pendek di suatu tempat di mana seharusnya tidak saat menghubungkan probe. Setelah Anda menghubungkan probe, periksa apakah probe terhubung dengan benar dan tidak menyentuh apa pun yang seharusnya tidak ada, seperti heatsink (yang mungkin terhubung ke sisi negatif catu daya).

Selanjutnya, aktifkan osiloskop dan pastikan bahwa faktor pelemahan probe diatur pada pengaturan yang sama seperti yang terlihat pada probe. Selanjutnya pastikan bahwa pengaturan penggandengan probe sudah benar. Seharusnya tidak diatur ke ground dan harus diatur ke DC. Lebih lanjut tentang itu ada di manual di bawah To Set up the Vertical System.

Langkah selanjutnya adalah mengatur tegangan pemicu osiloskop untuk probe yang terhubung sedikit lebih tinggi (atau lebih rendah) daripada tegangan nominal catu daya. Ini harus membuat pemicu lingkup pada riak.

Setelah itu, hidupkan catu daya. Anda harus dapat melihat (lebih atau kurang) garis datar yang mewakili tegangan output pasokan di layar dan Anda mungkin melihat beberapa gangguan mengendarai tegangan itu.

Bagian selanjutnya sedikit lebih sulit untuk dijelaskan dan sedikit lebih eksperimental, tetapi sekali Anda melakukannya beberapa kali, itu akan mudah.

Idenya adalah untuk memperbesar gangguan yang Anda lihat. Anda dapat mencoba dengan pengukuran otomatis dan melihat bagaimana hasilnya. Jika mereka tidak menunjukkan apa yang ingin Anda lihat, saya akan menjelaskan cara melakukannya secara manual. Seluruh cerita dijelaskan di bagian pengaturan horizontal dan vertikal dari manual. Pada dasarnya Anda menggunakan kenop skala untuk memperbesar gelombang yang Anda lihat dan kemudian Anda menggunakan kenop posisi untuk mengatur gelombang di tengah. Saya biasanya pertama menyesuaikan pengaturan vertikal, lalu horizontal dan ulangi prosedur sampai saya dapat melihat riak dengan jelas. Setelah Anda melihatnya, Anda dapat mengukur riak menggunakan graticule atau Anda dapat menggunakan kursor. Penggunaan kursor dijelaskan dalam contoh 5 di akhir manual untuk lingkup dan diTo Measure with Cursorsbagian. Ketika Anda menggunakan graticule, Anda cukup mencari berapa banyak waktu atau volt mewakili masing-masing divisi dan kemudian mengalikan jumlah divisi yang ditempati dengan nilai yang Anda miliki. Pengukuran kursor biasanya akan memberi Anda hasil yang lebih tepat.

Sejauh ini saya belum menyebutkan menu matematika, karena tidak perlu menggunakannya. Anda pasti perlu merujuk beberapa titik di sirkuit ke ground osiloskop, karena ruang lingkup melakukan semua pengukuran sehubungan dengan ground. Jika Anda menghubungkan satu probe ke rel positif catu daya dan yang kedua ke negatif dan menguranginya, Anda akan mendapatkan hasil yang sama seperti jika Anda mengukur terhadap ground klip probe.

Perhatikan bahwa dalam kasus catu daya linier terisolasi, Anda tidak dapat mendapatkan ground loop dan memiliki noise, karena tidak akan ada arus yang mengalir dari ground catu daya melalui ground osiloskop ke ground utama, karena PSU itu sendiri bukan t ground-direferensikan dan tidak ada loop tertutup untuk arus yang harus dilalui.

Sedikit tentang kopling AC: Seperti kata Vorac, jika Anda mengatur probe ke kopling AC, Anda akan menghapus sinyal frekuensi rendah. Ini termasuk komponen DC dari tegangan catu daya, yang akan membuat Anda hanya memiliki riak. Dengan cara ini, Anda dapat menghindari kebutuhan untuk menggunakan kontrol posisi vertikal untuk membawa suara ke tampilan karena itu sudah dipusatkan ke nol volt, sehingga Anda bisa memperbesarnya.

Hal lain yang berguna adalah pengaturan pemicu. Anda juga dapat mengatur pemfilteran ke sirkuit pemicu, sehingga akan bekerja pada AC, DC, frekuensi rendah atau tinggi. Kopling pemicu AC akan menghapus semua sinyal di bawah 10 Hz dari sirkuit pemicu, sehingga sinyal periodik yang lambat tidak akan mengganggu pemicu. LF reject akan memblokir semua sinyal di bawah 8kHz dan HF reject akan memblokir semua sinyal di atas 150 kHz. Ini kadang-kadang bisa berguna jika Anda mencoba untuk fokus hanya pada satu komponen sinyal dan pemicunya.


+1 Jawaban bagus! Mungkin bagian tentang kopling AC dapat ditambahkan, untuk memberikan alternatif dari zoom yang membosankan.
Vorac

@Vorac Saya agak takut bahwa itu mungkin menghilangkan beberapa kebisingan yang diperlukan, tetapi hanya menghilangkan semuanya di bawah 10 Hz di sini, jadi mungkin akan baik-baik saja.
AndrejaKo

@AndrejaKo Terima kasih atas jawaban yang bagus ini. Saya punya satu pertanyaan lagi: dapatkah saya mengandalkan pengukuran riak yang dilakukan dengan lingkup ini (Rigol DS1052E)? Maksud saya bukankah kebisingan internal unit ini terlalu tinggi untuk pengukuran riak?
Buzai Andras

@Buzai Andras Nah, itu tergantung pada seberapa baik bacaan yang Anda inginkan. Saya belum benar-benar membaca banyak tentang masalah kebisingan internal dengan osiloskop ini, jadi saya tidak tahu apakah ini masalah besar atau tidak, tetapi unit ini tampaknya sangat direkomendasikan, jadi mungkin tidak akan menjadi masalah besar. Apakah Anda memiliki sumber yang menyebutkan masalah kebisingan internal? Anda juga perlu memberi tahu kami lebih banyak tentang catu daya linier itu sendiri. Apakah ini jenis riak rendah khusus? Berapa tegangan riak yang Anda harapkan?
AndrejaKo

@AndrejaKo Dalam proses belajar elektronik saya mulai mendesain catu daya sendiri. Tidak ada yang istimewa, hanya tipe LM317 standar :). Jadi saya berpikir untuk mengukur riaknya. Saya harapkan riak 10-15mV (puncak ke puncak). Terima kasih.
Buzai Andras

1

Jika saya bisa merujuk Anda ke manual , halaman 2-92. Ini adalah antarmuka untuk pengukuran otomatis {frekuensi harmonik dominan, nilai min, nilai maks, amplitudo} antara lain. Saya pikir Anda perlu mengukur puncak amplitudo ke puncak.

Di sisi lain, Anda dapat "Add, Kurangi dan Multiply Matematika Fungsi" dari Math tombol (Matematika Fungsi == dua saluran yang berbeda sinyal). Saya pikir Anda tidak membutuhkan ini.

Terakhir, kata memudarnya (meskipun Anda tahu ini dan bahkan menyebutkannya dalam jawaban Anda, saya ingin menekankannya). Karena klip ground diikat ke bumi, Anda tidak boleh mengukur kekuatan dinding tanpa transformator isolasi . Catu daya Anda mengambang, jadi ini bukan masalah kali ini .


never measure the wall power without an isolation transformerApa? Seluruh titik koneksi ground pada osiloskop adalah untuk memastikan bahwa perangkat tersebut aman untuk digunakan dan tidak boleh dielakkan, dan terutama bukan karena alasan ini.
AndrejaKo

Nah, klip nol probe pengukuran dibumikan. Dalam tata letak saya, dinding tanah dihubung pendek ke dinding nol (buruk buruk - tetapi banyak orang memilikinya dengan cara ini). Dengan demikian, menghubungkan klip ke kawat panas menghasilkan singkat. Sekali lagi, kabel yang tepat membutuhkan kabel listrik tiga kawat, tetapi di banyak rumah ini bukan situasinya.
Vorac

1
Karena OP memiliki catu daya mengambang, menghubungkan klip probe yang dibumikan ke saluran positif seharusnya tidak membuat pendek. Juga bahkan jika tanah bangunan tidak memusatkan perhatian tetapi terhubung ke tanah nyata, Anda masih akan memiliki kekurangan dengan catu daya non-terisolasi jika probe tanah terhubung ke positif karena garis nol dari kekuatan bangunan sebenarnya dirujuk ke tanah .
AndrejaKo

@AndrejaKo, bisa tolong jelaskan lebih lanjut. Cara saya melihatnya klip disingkat ke dinding nol melalui osiloskop. Jadi menyentuh kawat hidup akan membuat {kawat pendek - nol} pendek dan pertunjukan cahaya. Poin bagus bahwa membangun nol adalah membumi.
Vorac

Saya mungkin harus membawa gambar di sini, jadi sebelum mulai menggambar, saya ingin mengonfirmasi bahwa saya memahami Anda dengan benar: Anda ingin penjelasan mengapa ketika Anda menghubungkan klip probe ke rel positif catu daya mengambang, Anda tidak perlu bisa mendapatkan boom, pertunjukan cahaya dan kabel klip tanah cair, kan?
AndrejaKo
Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.