הבנה של מקורות ו Sinks ציוד ניסויים מודרניים

ביצועי ציוד הניסוי תלויים ביכולת לייצר זרמים ידועים ויציבים עבור calibration ואפיון.מבצע מקורות הנוכחיים המבוססים על מגבר ושקועים מספקים את הדיוק והגמישות הנדרשים ביישומים החל מבדיקות מוליכים למחצה לסימולציה טרנסדוקטרית. המעגלים האלה להשיג דיוק על ידי מתן משוב על מנת לשלוט הנוכחי באמצעות התנגדות ידועה, מה שהופך את המקור או ההתנהגות העצמאית של עומסים בתוך טווח העיצובים אלה דורש לענות על ידי בחירתם של דרישות קבועות.

עקרונות הליבה של בקרת ה-Omp הנוכחית

מקור נוכחי מספק זרם יציב לעומס ללא קשר לשינויים בתפוקה שלו, בעוד ששקע נוכחי שואב זרם מוגדר ממכשיר תחת מבחן.O amps מאפשר פונקציות אלה על ידי יצירת מערכת סגורה-loop שמשווה את המתח שפותח על פני תחושה התנגדות ליחס.

מכונאים משוב

ה-Amp פועל בתצורה שלילית של משוב שבו המתנגד החוש מתחבר בין הקלט המופנם לבין הקרקע או הקרקע הווירטואלית. עבור מקור נוכחי, ה- mp מניע את הזרם לתוך העומס תוך ניטור הירידה על פני החפץ החישה.כל סטייה מן הזרם גורם ל-Amp להתאים את המתח הפלט שלו עד לחזרות איזון זה קורה בתוך רוחב הפס של פומפ, ומאפשרת ליישב במהירות את הרצף השגיאה הנוכחי.

המונחים: Determinants

שלושה מרכיבים שולטים דיוק של מקור נוכחי או שוקעת אמפ.הפניה המתח חייב לשמור על הערך שלו לאורך זמן וטמפרטורה, עם אפשרויות אופייניות החל מהערות של להקות דיוק של ציוד קבורה-עשר המציע סובלנות ראשונית מתחת ל 0.05%.החוש חייב להיות בעל טמפרטורה נמוכה ויעילות גבוהה, לעתים קרובות דורשות מפרש מתכת או פילים דקים לעמוד מול TC מתחת 10m / C.

המונחים: Basic Current Source

המקור הפשוט ביותר כיום משתמש במפנזה אחת, מתח ההתייחסות, ומתנגד הגיוני.הפניה מתחברת לקלט הלא-מחוסם, בעוד שהחוש מתנגד ממנע את הקלט לפלט האמפיבי.העומס מופיע בסדרה עם הדחף הנימוק בצד הפלט, עם זרם מהפלט דרך הדחף העוצמתי והעומס הזה.

בחירה קריטריונים

  • (FLT:0) מתח הקצוץ:0 (FLT:1) בחר התייחסות נמוכה, דיוק כגון ADR4520 או LT6655 סדרה. עבור זרמים מתאימים, דייק דיאק ואחריו buffer יכול להחליף את ההתייחסות הקבועה, המאפשרת יכולת תכנות.
  • (FLT:0)Sense מתנגד: 1FLT בחר התנגדות עם דירוג כוח מספיק עבור הזרם המקסימלי. השתמש בתצורה של קלווין ארבע טווח עבור זרמים מעל 100 mA כדי לחסל שגיאות התנגדות מובילות. ערכים עמידים צריכים לשמור על המתח החושי בין 100 מ"ר ל 1 V עבור יחס אופטימלי לסימון.
  • (FLT:0)Op amp בחירה: FLT:1see for low offset Stress (below 100 μV), זרם הטיה נמוך (below 1 nA עבור רוב עבודות דיוק), וטווח תפוקה מספיק כדי להניע את העומס בתוספת תחושה התנגדות. Rail-to-rail פלט פלט פלט רצף כגון OPA8.9 או AD8605 לספק תאימות מקסימלית.

המונחים: Voltage

מתח הציות של מקור נוכחי הוא מתח הפלט המקסימלי שהוא יכול לספק תוך שמירה על הרגולציה. זה שווה את מתח אספקת mp מינוס המתח הנפתח על פני חוש ההתנגדות והמתח של הפלט של אמפ הוא יכול לספק תוך שמירה על מקור המופעל מ 12 V עם תחושה של 500 mV וירידה של 200 mV פלט ירידה, עמידה בערך 11.3 V. אם העומס דורש גבוה יותר, או תצורה גבוהה יותר של מתח או תצורה נדרשת שימוש מדויק.

עיצוב מוקדם של Sink

מעגל שוקעת נוכחי שואב זרם מוגדר מן העומס לתוך הקרקע או אספקה שלילית.האמפ שולט transistor או הפלט שלו כדי לשמור על המתח התנגדות תחושה שווה ההתייחסות.התצורה הנפוצה ביותר מציבה את התחושה התנגדות בין העומס לבין הפלט המרתיע, עם ה- Opmp שמניע עובר עובר עובר אורח בסדרה.

המונחים: Synk Topology

עבור זרמים מעל יכולת הפלט של ה- mp, transistor דיסקרטי מטפל בפירוק הכוח.האמפ מניע את הבסיס transistor (עבור דו קוטבי) או שער (עבור MOSFET), ואת אספני transistor (או ניקוז) מתחבר דרך התנגדות תחושה לקרקע.ההההה משוב מסדיר את הנפלט (או מקור) כדי להתאים את הערך הנוכחי.

Common-Mode Voltage Rejection

בתצורה של כיור, קלטות mp חייב לפעול על פני טווח המתח הנוכחי במסוף העומס. עיצובים שוקעים הנוכחי ממקור מתח המשתנה במהלך בדיקות דורשות ps עם יחס דחייה נפוצה מאוד (CMRR) AD8610 ו OPA227 מציעים CMRR מעל 120 dB, שמירה על הווריאציות הנוכחיות מתחת 1 μA עבור 10 V שינוי עומס (R).

אדריכלות מעגלית מתקדמת

עיצובים חד-פ-פ-דג בסיסיים משרתים יישומים רבים, אך דורשים ציוד בדיקה דורש ביצועים משופרים.פר לתנצלויות להתמודד עם מגבלות במתח הציות, תנודות הפלט, רגישות לטמפרטורה.

מקור: Howland Current Source

המקור הנוכחי של Howland משתמש בתצורה מגברית שונה כדי לספק פלט דו-צדדי הנוכחי עם תפוקה גבוהה יותר מאשר עיצוב בסיסי. שני מסלולי משוב ליצור גשר מאוזן אשר מאלץ את העומס הנוכחי להיות תלוי רק על מתח קלט ועמידה סט, עצמאי של עומס.טופולוגיה זו היא יעילה במיוחד עבור מדידות אלקטרודה ונטייה חיישן אלקטרוכימי, שבו העומס משתנה בטווח רחב של CM תלוי דיוק, תלוי על ידי תואמים.

בסביבה הקרובה של Howland with Buffer

הוספת buffer אחד-gain בין פלט mp , משוב מתנגדים מבטל את ההשפעה של רשת משוב על שלב הפלט.זה שינוי משפר את התפוקה בתדרים גבוהים ושומר דיוק בעת נהיגה עומסים קיבוליביים.הbuffer גם מבודד אפקטים תרמיים בשלב הפלט מן משוב הדיוק התנגדות, שיפור יציבות לטווח ארוך.

מקורות נוכחיים מפוספסים

מגפיים מגבירות את המתח הצייתי באמצעות מחסנית שנייה כדי להעלות את מתח האספקה של ה- OPATE ה- OPATE של ה-Amp הראשי הנוכחי מאפשר המקור הנוכחי להסדיר את טווח התפוקה הרחב מבלי לדרוש אספקה גבוהה למחזור הבקרה.מקורות מטבוליים מופיעים ב calibrators דיוק ועוקבים שבהם מתחים של 100 V או יותר נדרשים תוך שמירה על פתרון ברמה מיקרו-אמפ הנוכחי.

טווחי ה-Switched-Gain Current Ranges

ציוד Test דורש לעתים קרובות טווחים נוכחיים מרובים.גישה של העברת-גאין משתמשת בממסרים מדויקים או מתגים אנלוגיים כדי לבחור מתנגדים הגיוניים שונים טווחי ההתייחסות.העיצוב חייב לקחת בחשבון עבור מתג התנגדות ו- EMFs תרמיים, במיוחד ברמות נמוכות הנוכחיות שבו שגיאות ברמת מילימטר הופכות משמעותיות. Kelvin מעבר עם חיבורים לטווח ארבעה טווח משמר דיוק על פני שינויים, ומעבירים זהב עם מגעים עם עדשות מגע הקשורות לחמצן.

יישום מעשי ב- Test Equipment

ציוד מבחן בעולם האמיתי דורש יותר מאשר ביצועים תיאורטיים.ליוט, ניהול תרמי, ועיגולי הגנה קובעים אם עיצוב משיג את הדיוק הצפוי שלו בסביבות הייצור.

המונחים: Precision

חיבורים התנגדות חושיים חייבים להשתמש ב- Kelvin sensing עם כוח נפרד ונקודות תחושה כדי לחסל טיפות מתח עקב התנגדות נחושת PCB.החומרה למנוע קלט מתחבר ישירות למסוף ההתנגדות של החושים ללא כל התערבות באמצעות או מחברים שיכולים להציג אפקטים thermocouple. , מטוסים קרקעיים צריכים להיות מופרדים בין הנתיב האנלוגי לבין נתיב הכוח לחזור למנוע זרמים גבוהים משינוי של מתח סביב טבעות מחוספס, במיוחד לא ליצור שגיאות דליפות גבוהה.

ניהול ארס

פיזור כוח במובן התנגדות ועבר טרנזיטור גורם חימום מקומי כי משמר ערכים רכיב ומייצר מתחים תרמואלקטריים.שימוש בהתנגדות עם חסכוניים מהתחממות עצמית נמוכה ומניח אותם הרחק מן ההתייחסות ואמפ מצמצם את העומס התרמי. כי כיור עבור טרנזיסיסטורים צריך לשקול תגובה תרמית transient במהלך בדיקות הדופק, שבו במהירות על מחזורי מוות הנוכחי מתפתלת עומסים.

הגנה ושחיתות

  • (FLT:0) הגנה על התוספת: FLT:1 Series חוסמת דידות למנוע נזק כאשר מתח העומס עולה על אספקת האמפ.
  • (FLT:0Current Limiting: FLT:1rea מוסיף אמפ משני או קופרטור לפקח על המתח על פני סדרה קטנה התנגדות מספק קפיצת או הגבלת זמן קבועה בתנאי אשמה.
  • (ב) [13] הגנה נוכחית הפוכה: ⁇ 1 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) יציבות עומסי:FLT:1חיקוי ציוד לעתים קרובות מתחבר לכבלים ותיקון עם קיבול משמעותי. a משוב capacitor במקביל עם תחושה התנגדות לפצות על שלב נוסף lag, שמירה על יציבות לולאה בתדרים גבוהים.

המונחים: Accuracy Verification

מקורות נוכחיים Precision דורשים כיבוד כנגד סטנדרטים חיצוניים כדי להשיג את הדיוק שצוין שלהם.נוהל calibration כרוך מדידת הפלט הנוכחי עם מדמטר מדויק או על פני נוגדן מכווץ, ולאחר מכן התאמת מתח ההתייחסות או הכפייה לשגיאות ממותקים. ⁇ מבוססת תוכנה מאוחסנים בזיכרון לא מסובב מאפשר פיצוי עבור רווח ויציאה מהטעויות, התנגדות , בניגוד , באופן קולקטיבי .

טכניקות להגשמה עצמית

ציוד בדיקה מתקדם כולל מקורות התייחסות של תאורה מבוססת-בקרוב המאפשרים למקור הנוכחי למדוד ולתקן את שגיאותיו שלו. A יציבה מתח הפניה ו- ADC מודד את מתח החושים בפועל ולשלב את הזרם בפועל.המערכת ואז מאמת את מדמ"ר דיגיטלי או DAC כדי לבטל את השגיאה. גישה זו לפצות על השפעות ההזדקנות במובן התנגדות ו- mp, הרחבת ההיקף של מספר שנים.

לדוגמה מפורטת של הליכי קיטוב למקורות מדויקים, מתייחסת לסימן יישום של מכשירי FLT:0Analog על calibrationFLT:1 [מידע נוסף על בחירת התנגדות חושית זמין מ-FLT:2Vishay's דיוק התנגדות או יישום מדריך יישומים של LT:3 עבור ניתוח מעמיק של יציבות מקור הנוכחי של Howland, ייעוץ F:4Texal 5 מקורות שונים של יישומים נוכחיים:2Fal5 LT5 LT5 LT5 LT5 LT5 LT5 LT5 .

רעש ומופע Ripple

פעולה נמוכה-לא-רעש היא קריטית כאשר מקורות מדויקים מספקים מעגלי מדידה רגישים כגון חיישני גשר או מגברי רמות נמוכות. מקורות רעש כוללים את ההתייחסות למתח, רעש מתח מתח קלט של אמפ, ורעש תרמי מן המתנגד החוש. הפחתה רוחב הפס של לולאת הבקרה עם מסנן נמוך על ההתייחסות של רכיבי רעש גבוה ⁇ ללא השפעה דיוק DC.

המונחים:

מסנן סללן-Key בין מקור ההתייחסות לבין קלט לא מונע mp מספק תדרי פינה מתחת 1 הרץ עבור יישומים אולטרה-נמוך. רכיבי המסנן חייבים להשתמש ב-dielectric-absorption capacitors וסרט מתכת מתנגדים כדי להימנע מלהציג סחף או מיקרופוניקה.

כוח אספקה

Ripple מהחלפת כוח אספקת זוגות למקור הנוכחי באמצעות סיכות אספקת mp ואת מעגל ההתייחסות. ייעודי פוסט-regulators ליניארי עבור אספקת mp וספק ההתייחסות לשפר את יחס דחיית כוח (PSRR) על ידי 40 dB או יותר. Pi-filters באמצעות ferrite beads ו- אלקטרוליטיקפטיים בקלט ללוח המעגל לספק תוספת של תדרים עבור 1 לעיל.

יישומים ב-Gelation Test

מקורות נוכחיים ושקרים משרתים תפקידים מגוונים בסביבות מבחן הייצור. Semiconductor פרמטר בודקים מקורות נוכחיים ניתנים לתוכנות כדי לכפות זרם בזמן מדידה של מתח, לחלץ פרמטרים כגון diode אידיאליות גורם ו transistor beta. למערכות סגסוגת חיישן ליישם זרמים מדויקים כדי לתגלאי טמפרטורה וזנים כדי לדמות תנאים פיזיים ידועים, אימות לינאריות מערכת והתחלות.

אופי משותף

מאפיין את דידות זן ואת הפניות מתח דורש מיקורים ידועים תוך מדידה יציבות מתח לאורך זמן. a דיוק הנוכחי שוק להגדיר לצייר 10 μA מהמכשיר תחת מבחן מגלה רעש מתח וסחף ארוך טווח שיישאר חבוי עם זרם פחות יציב. עבור בדיקות MOSFET, הדופק מקורות נוכחיים לספק פסגות גבוהות ללא חימום יתר על המכשיר, המאפשר מדידה של על-resistances ו- transactance בתנאים תפעוליים.

בדיקות סוללות וסימציה

ציוד בדיקת סוללות משתמש בשקועים הנוכחיים של התוכנה כדי ליישם עומסים מבוקרים ומקורות כדי לדמות פרופילים הטעינה. הדיוק של הרגולציה הנוכחית משפיע ישירות על היכולת המחושבת ועל מדידות ההתנגדות הפנימית. Precision הנוכחי מקורות עם מתח תאימות התאמת טווח הסוללה מאפשרים בדיקה בטווח מלא של טעינה, מ- 4.2 V לתא למטה למתח הקיצוץ, תוך שמירה על דיוק הנוכחי 0.05%.

שילוב עם Digital Control

ציוד הבדיקה המודרני מחבר מעגלים עכשוויים מדויקים מערכות בקרה דיגיטליות באמצעות DACs כדי להגדיר את מתח ההתייחסות ו- ADCs למעקב הנוכחי בפועל.ממשק הדיגיטלי מאפשר רצף בדיקות אוטומטיות ומיקום נתונים תוך שמירה על הדיוק האנלוגי של הרכיבים הנוכחיים.Isolation, או אופטי או מגנטי, מגן על ערוצי מדידה רגישים מפני לולאות כאשר מקורות נוכחיים מרובים חולקים תיקון מבחן משותף.

המונחים: ccts

מיקרו-בקרים Embedded לאחסן משככי קלוריות בודדים עבור כל טווח הנוכחי ותנאי תפעול. תקנונים פולינומיים לפצות על אי-לינאריות במובן התנגדות ואת רווח של mp עם מתח פלט.תיקון טיפוסי משתמש בפולינומטרה מסדר שלישי כדי להפחית שגיאות של שאריות מ 0.1% עד מתחת ל-0 0.01% בטווח המלא ללא צורך רכיבי אנלוגיים יקרים.

לקבלת הדרכה ליישום של דליול דיגיטלי בציוד הבדיקה, ראה את ה-FLT:0 (Maxim Integrated Note) של יישומי ה-Clibration Systems Visalbration 1 (בתרגום חופשי: ).

כיוונים עתידיים בעיצוב הנוכחי

ההתקדמות בטכנולוגיית mp ממשיכה לדחוף את הגבולות של מה ניתן להשיג עם מעגלי המקור הנוכחיים. Autozero מגבר עם מתחים מלמטה 1 μV לחסל את מונח השגיאה הדומיננטי עבור יישומים נמוכים, המאפשר זרמי מקור בטווח nanoamp עם יותר מ 1% דיוק. , גבוה מתחמי עכשיו מציעים ± 100 V משולבים עם הגנה, מפשט את העיצוב של מקורות תאימות ללא דיוק.

לולאות משוב דיגיטליות הפועלות לצד בקרת אנלוגי מבטיח רוחב פס הסתגלותי, אשר מתאמת לשינויים בזמני אמת.מערכות כאלה שומרות על יציבות בטווח רחב יותר של תנאי מבחן תוך שמירה על הדיוק של נתיב ההתייחסות האנלוגי.כפי שציוד בדיקה דורש גבוה יותר באמצעות חישוב וחוסר ודאות נמוך יותר, ארכיטקטורות היברידיות היברידיות אלה יהפכו לסטנדרט בפלטפורמות הניסוי של הדור הבא.