كيفية تنفيذ مضخة صفرية لقياسات الدقة الطويلة الأجل

أفضل الممارسات في مجال تنفيذ الخدمات

وحتى أفضل مصفاة من الطيف لا يمكن أن تفي بمواصفاتها الخاصة بصحيفة البيانات إذا تدهورت الدائرة المحيطة بها أداءها، ومن الضروري إيلاء اهتمام دقيق لإمدادات الطاقة، ووضع برامج للمركبات ثنائية الفينيل متعددة الكلور، والتصفية.

تحديد إمدادات الطاقة ووضعها في ملفات

مضخات محركية صفرية تظهر عالياً من طراز PSRR في العاصمة (التي غالباً 130 دي بي)، لكن PSRR يمكن أن تهبط إلى 60 دي بي أو أقل من الترددات فوق 1 ميغاهيرتز، تستخدم جهازاً للكمبيوتر السائل (الميكروفلور أو الخزف)

حافظ على طريق العودة للمكثفات المفصلية بأقصر قدر ممكن من الإيدياد عبر قوارير مخصصة لطائرة أرضية صلبة أسفل المضخم، ويمكن أن تُدخل إحدى القارورات التي تقلل من فعالية الترددات العالية؛ ولأفضل النتائج، تستخدم قوارير متعددة في موازية أو في أماكن على نفس الجانب الذي يُعد فيه المضخم.

إدارة العيون والخسائر

وينبغي أن تكون آثار المدخلات قصيرة وموجهة بعيدا عن الخطوط الرقمية، وأن تبدل رموز الإمدادات، أما بالنسبة لمسارات الإشارة العالية التبسيط (تسرب من مصادر متعددة) فإن حلقات الحراسة تكون إلزامية، وحلقة حراسة هي أثر مُجرّد يُعمم الدوافع، ويُدفع إلى مدخلات ذات طابع مشترك (أو إلى أرضي للإشارة الوحيدة).

وضع المضخم بالقرب من مصدر الاستشعار أو الإشارة للتقليل إلى أدنى حد من طول مسار المدخلات، وتجنب وضع المضخم بالقرب من المكونات المولدة للحرارة مثل أجهزة تنظيم الفول أو أجهزة معالجة مجهرية، بل إن التدرج في درجة الحرارة الفرعية عبر مجموعة المضخات يمكن أن يسبب تحولات في مستوى الميكروفول نتيجة لتأثيرات سيبيك في الإطار الرائد، باستخدام مجموعة من عناصر قياسية في النحاس.

"الـ "الريبلي" و "نواي

وأجهزة التصفيق المثبتة بالأجهزة المتحركة تولد الطينية عند التردد المقطعي (من الناحية التقريبية 10 كيلورتز إلى 100 كيلوهرتز) وحتى مع التخفيض المتكامل للكمبيوتر المصغر، فإن بعض المليارات إلى عشرات من الميكروفولتات من المطاط قد تبقى، وجهاز تصفية منخفض التجويف في أعقاب جهاز التصفيق - مع تردد أقل من عشر مرات على الأقل من التردد المقطعي

وبالنسبة للمضخمات الآلية، فإن عملية أخذ العينات تستحدث حقن الشحنات وبث العوالق، وفي التشكيلات التفاضلية، يساعد تحديد مسارات المدخلات على إلغاء القطع الأثرية المشتركة لأن كلا المدخلات يرى متغيرات مماثلة، وإذا ظلت القطع الأثرية المتبقية واضحة في الناتج، يمكن استخدام مرشح غير متماثل يُستخدم في تطبيقات التردد الآلي في مركز العمليات المتخصصة.

الإدارة الحرارية والآثار الخارجية

ولا يعني عدم وجود أي حساسية من الآثار الحرارية الخارجية، إذ إن تأثير " سيبيك " في الزوايا بين الفلزات المتفرقة - مثل المباع إلى النحاس، أو النحاس إلى الخوار، أو المقاوم للزراعة من الرصاص إلى الركن - الكان يولد الفول الحراري لعدة ميكروفيل/س.

• مقاومو المستعملون الذين يتم إنتاجهم من مواد ذات تضخم حراري منخفض مقارنة بالنحاس، مثل المنغانين أو بعض سبائك النيكل الكروم، والمقاومات اللاسلكية ذات الفلور الحراري المنخفض متاحة من المصنعين مثل فيشاي.
• إبقاء جميع المكونات المتصلة بالمدخلات على نفس الكتلة الحرارية الأيسلندية: وضعهما معاً على سداسي كلور البنزين وتحت درع حراري مشترك، تجنباً للمقاومين المتصاعدين بالقرب من مصادر الحرارة.
• استخدام مخططات متقطعة أو مترابطة لدوائر الجسر لإلغاء آثار الأشعة.
• وفي الحالات القصوى، يُضخّم مادياً مكونات مضخمة وسلوكية على جزيرة نحاسية صغيرة أو على مُنشور حرارة معدني لتقليل درجات الحرارة إلى أدنى حد.

وبالإضافة إلى ذلك، يمكن لمشاريع الدروع (أغطية رغاوي أو ضيوف) على الطرف الأمامي الملغوم أن تحسن بشكل كبير استقرار القياس عن طريق إزالة التيارات الجوية التي تسبب تذبذباً غير منتظم، بل إن صندوقاً بسيطاً من أجهزة القلب يخفض من الانجراف بترتيب من الحجم.

معايرة وتقييم طويل الأجل

وفي حين أن المضخمات التي لا تعمل بالعجلات الصفرية تلغي عمليا الحاجة إلى إعادة التصحيح المتكررة، فإن المكافآت على مستوى المنظومة من شركة ADC، والفولط المرجعي، والطفيليات PCB لا تزال تتميز، كما أن معايرة واحدة (على نطاق الصفر) تصلح للأخطاء المقابلة، بينما يؤدي وجود معايرة ذات نقطتين (على النطاق الصفري واللكامل) إلى تصحيح الأخطاء في الكسب.

وللتحقق من الاستقرار الطويل الأجل، وإدارة سجل بيانات مستمر، مع قياس مدخلات مستقرة - أي إذا كانت دائرة قصيرة (إشارة صفرية) أو إشارة دقيقة إلى التطاير، وسجل البيانات على مدى أيام أو أسابيع، مع تسارع درجات الحرارة إذا أمكن، وبعد إزالة أي اتجاه طويل الأجل من عصر الإشارة، ينبغي أن يتجاوز الانحراف المعياري للبيانات المسجلة التوقعات المتعلقة بالضوضاء والانعكاسات في المضادات الثابتة وثبات التحلل المحتوية على مركب.

أمثلة للتطبيقات العالمية الحقيقية

ولا غنى عن أجهزة الاستنشاق بالصواريخ الصفرية في التطبيقات التي يجب قياس إشارات البلدان النامية الصغيرة بشكل موثوق به على مر السنين، وفي الأجهزة الطبية، يستخدم جهاز كميّد للكهرباء في أجهزة الصهريج الصفرية لاستخراج إشارة القلب الفولطية من تدخل قوي في الحركة المشتركة؛ ويمنع الانجراف المنخفض التجوّل في خط الأساس الذي يمكن أن يحجب سمات التشخيص اليدوية.

أما محطات الرصد البيئي - التي تعمل على رطوبة التربة، أو المياه، أو الضغط الجوي - فيستمر دون أن يُجرى منذ أشهر، وتُضخم مضخم لا يُستخدم في شكل مقياس حراري أو استشعار معالج للسيارات، فتضمن أن البيانات المسجلة خلال موسم كامل لا تزال جديرة بالثقة، وفي تجارب الفيزياء الجسيمات، فإن آلاف القنوات المضللة ذات المقياس المنخفض.

الشلالات المشتركة والاضطرابات

بالرغم من التصميم الدقيق، بعض القضايا يمكن أن تفاجئ المهندس إذا كان إنتاج المضخم يظهر قفزات بطيئة أو عشوائية أو ضوضاء عالية بشكل غير عادي،

وهناك مشكلة أخرى متكررة هي الانجراف الظاهري بسبب تحيز المدخلات الذي يتدفق حالياً من خلال خطأ في الإملاء، وحتى 1 ميغاواط من التحيُّز الذي يُمر بمقاومة واحدة من طراز MV، وهو ما يُبطل تماماً فوائد المضخم الذي لا يُطاق، ويُحسب دائماً الانخفاض الحاد من التحيز الحالي الذي يتدفق من خلال الازدحام، ويُع المصدر أو يُقلل من المقاومة.

إن الضوضاء على برقية الراندوم هي سلوك نادر ولكن محتمل في بعض المضخمات التي لا تحمل أي دفعة، ولا سيما عند درجات حرارة منخفضة أو في ظروف معينة من التحيز، ويبدو أن شبكة RTN تقفز بالفولطية المميزة من بضعة فولتات صغيرة على فترات عشوائية، وإذا كان تطبيقك يتطلب طابقا ضوئيا يقل عن عدد قليل من الفولاطيق التي تصل إلى أعلى أو تفرز أجزاء متعددة أو اختيار جهاز كمبلتر معروف عن المستوى المنخفض من RTN.

الاتجاهات المستقبلية في التضخيم الدقيق

أما الاتجاه في التكنولوجيا الصفرية فهو نحو انخفاض الطاقة، وحزم أصغر، والتكامل مع البلدان النامية الأكثر دقة على موت واحد، أما المضخات السائلة العاملة من تيارات الإمداد التي تقل عن 1 ميكروات، فتصبح شائعة، مما يتيح استخدام أجهزة الاستشعار ذات القدرة الذاتية، ويظل الخفض المتطور في التصميمات الطويلة، وارتفاع ترددات التقطيع (حتى عدد من الميغاريتز) تدفع إلى السلاسل الجاهزة القابلة للاختيار.

خاتمة

إن تنفيذ مضخم لا يُستخدم في قياسات الدقة الطويلة الأجل يتطلب اختيار العنصر الصحيح وتطبيق نظام صارم لتصميم الدوائر، ولا يمكن للمضخم وحده أن يضمن الاستقرار إذا كان الإمداد بالطاقة مزعجاً، ويدخل مخطط ثنائي الفينيل متعدد الكلور معادلة حرارية، أو يُهمل قياس النظام، وذلك بفهم الآليات الداخلية لتصميم المواد ذات الطابع الآلي وتقطيعها، واختيار نظام مطابق لخطيء