T&M rešenja

 Osciloskop R&S RTC 1000 ima u sebi ugrađeni tester za komponente. Sastoji se iz generatora signala koji primenjuje signal sinusnog talasa na 50 Hz ili 200 Hz sa definisanom amplitudom ( max. 9 V) i ograničenom jačinom struje (max. 10 mA) u DUT. U ovom modu, osciloskopi koriste A/D konventer da digitalizuju signale pod uticajem komponente i predstave kao trenutnu verziju naponskog signala.

Princip rada

Načelo rada se može ilustrovati korišćenjem linearnih pasivnih komponenata.

Slika br.1 Strujno-naponska (I/V) karakteristika otpornik  vrednosti 2,1kΩ

 Na slici 1. je prikazana I/V karakteristika otpornika od 2,1 kΩ povezanog sa testerom komponenti. Linearno ponašanje komponente je jasno vidljivo. Struja raste linearno sa povećanjem električnog napona. Na primer, struja je jačine otprilike 2 mA a električni napon je 4 V. Prema Omovom zakonu, vrednost otpora iznosi oko 2 kΩ. Linearni odnos između struje i napona uz otpor može se proveriti korišćenjem drugog otpornika.

Slika 2.  I/V karakteristiku druge komponente koja stvara otpor od 110Ω

 Slika 2. prikazuje I/V karakteristiku druge komponente koja je povezana sa testerom. Ponovo, prema Omovom zakonu, otpor druge komponente je niži. Struja pri naponu od 0,9 V je približno na 8 mA. Rezultat je stvaranje otpora od otprilike 110 Ω. Komponentni tester osciloskopa R&S RTC 1000 takođe može da prikaže karakteristike nelinearnih pasivnih komponenata, kao što su npr. kondenzatori.

Slika br.3 I/V karakteristika kondenzatora od 0,1 μF na stimulisanim signalom od 50 Hz

 Slika 3. prikazuje kondenzator od 0,1 μF koji je povezan sa testerom i inicijalno je stimulisan signalom od 50 Hz. Nelinearna karakteristika može lako da se prepozna po eliptičnom obliku nastalih kriva. Frekvencijska zavisnost I/V karakteristika se može ilustrovati jednostavnom promenom frekvencije stimulusa na 200 Hz.

 Reaktivnost kondenzatora se može izračunati pomoću sledeće formule:

Xc= -1 / 2πfC

 Pri konstantnoj kapacitivnosti, reaktansa opada, sa povećanjem frekvencije.

Slika br.4 I/V karakteristika kondenzatora od 0,1 μF na stimulisanim signalom od 200 Hz

 Na Slici 4. prikazana je kriva koja je rezultat stimulacije kondenzatora od 0.1 μF sa signalom od 200 Hz. Manje eliptičan izgled samih ravni u potpunosti odgovara formuli za izračunavanje reaktanse kondenzatora.

 Tester komponenti se pored ovoga, može koristiti i za prikazivanje kvazi-statičke karakteristike aktivnih komponenti, poput dioda. Pod statičkim uslovima, silicijumska dioda provodi struju pri naponu od 0,4 V. (Slika br.5)

Slika br. 5 I/V karakteristika silikonske diode

Slika br.6 I/V karakteristike Zenerove diode

 Slika 5. prikazuje ovo tipično ponašanje. Struja raste veoma brzo, kada pređe napon od otprilike 0,5 V.

 Strujne karakteristike kompleksnih komponenti, kao što su Zenerove diode, takođe se mogu prikazati i analizirati ovim testerom komponenti, videti Sliku 6.

R&S®RTC1000 – Component testing

Zaključak

 Testeri komponenti olakšavaju korisnicima, kao što su inženjeri ili studenti, da analiziraju karakteristike signala aktivnih i pasivnih komponenti. Inženjeri mogu znatno brže proveriti samu funkciju komponente, dok studenti mogu primeniti i verifikovati svoje teorijsko znanje u praksi. Sa dodatim testerom komponenti, osciloskop R&S RTC 1000 idealni su instrumenti u razvojnim ili obrazovnim odelenjima. Poseduju osam digitalnih ulaza, opcione triger i dekoder funkcije za do pet serijskih busova, ekstenzivne merenje funkcije i FFT funkciju visokih performansi.

Rohde & Schwarz Österreich Ges.m.b.H.
Representative Office Belgrade

Španskih boraca 3
11070 Beograd

tel: +381 11 6556 814
e-mail: rs-serbia@rohde-schwarz.com

The post Određivanje strujno-naponske karakteristike pomoću osciloskopa appeared first on Automatika.rs.

 Osciloskopske sonde imaju zapanjujući broj sličnosti sa običnim alatima koje možete naći čak i u vašim garažama i radionicama. Podešavajući ključ je odličan alat ali obično postoji bolji ključ za svaku pojedinačnu namenu. Ekvivalent u svetu osciloskopa je osnovna 10:1 pasivna sonda koja dolazi standardo uz skoro svaki instrument. Ove sonde mogu obavljati veliki broj mernih zadataka, ali imaju specifikacije koje ograničavaju njihovu tačnost merenja. Veliki broj proizvođača osciloskopa nudi novu vrstu sonde, power rail sondu, jedinstveno dizajniranu za precizna merenja integriteta snage.

Sa manjim DC rail vrednostima i manjim tolerancijama, tačno određivanje nivoa šuma postalo je izuzetno teško. Na primer, peak to peak naponi od 1V sa tolerancijom od 1% zahteva 10 mV merenja. Većina pređašnjih osciloskopa i sondi imaju nivo šuma koji prelazi ovu vrednost. Iz tog razloga proizvođači osciloskopa nude sonde koje su jedinstveno dizajnirane za merenje AC karakteristika DC signala. Parametri power rail sondi daju uvid zašto su nezamenjive za zadatke ove vrste.

1:1 Slabljenje

Sonde sa 10:1 slabljenjem slabe signale sa faktorom deset pre prikazivanja istih na displeju osciloskopa. To znači da se nivo šuma množi istim faktorom deset – jednostavno imaju previše šuma za precizna merenja integriteta snaga. Dobre sonde za merenje integriteta snage imaju 1:1 slabljenje tj. niži nivo šuma a sve u službi preciznijih merenja.

Integrisani Offset

 Većina osciloskopa prirodno nema dovoljan offset da centrira power rails i onda zumira kako bi videli detalje signala. Na primer, osciloskop može imati 1.4 V offset na 10 mV/div. Za merenje šuma na većim vrednostima, recimo 1.8V ili 3.3V, korisnici ne mogu da centriraju signal i zumiraju. Umesto toga, oni su primorani da koriste manje osetljivo vertikalno podešavanje. Korisnik se mora zadovoljiti većom vertikalnom skalom što znači merenje će imati više šuma. I, zato što korisnik ne može zumirati signal, osciloskop koristi samo jedan deo svog ADC dinamičkog opsega. Ovo takođe dovodi do merne nepreciznosti. Power rail sonde sadrže veliki integrisani offset koji omogućava korisnicima centriranje i zumiranje na širokom spektru DC naponskog voda.

Propusni opseg

Postavlja se pitanje, koliki je propusni opseg potreban za testiranje DC naponskih vodova? Odgovor bi bio, zavisi. Propusni opseg često diktiraju harmonici, tranzijenti, i upareni signali koji se nađu na naponskom vodu. Brz pogled koristeći FFT opciju osciloskopa pomaže nam da otkrijemo uparene signale. Iz tog razloga, sonde integriteta snage generalno su deklarisane od preko 1 GHz propusnog opsega.

DC Ulazna Impedansa

Vrednosti power rail impedanse su obično reda mΩ. Pričvrstite naponski vod na 50Ω-ski ulaz osciloskopa i korisnici će brzo videti da je DC napon na vodu pao kao rezultat otporne mreže. Iz tog razloga, sonde integriteta snage imaju visoku vrednost DC ulazne impedanse, obično 50 kΩ. Veća vrednost obezbeđuje minimalnu promenu u DC vrednosti kada je power rail sonda vezana za DC naponski vod. Power rail sonde, kao i druge sonde, imaju brz frekvencijski odziv. Na višim frekvencijama, ulazna impedansa ide do 50 Ω što odgovara power rail SMA i pigtail koaksijalnoj impedansi kako bi se sprečile refleksije.

Integrisani DC Metar

Power rail sonde nisu samo korisne za posmatranje malih AC fluktuacija u DC naponskom vodu, ali i za određivanje DC vrednosti naponskog voda. Naprednije snaga šina sonde ugraditi integrisani DC metra koji živi unutar sonde. DC metar može meriti DC vrednosti, čak i ako signal nije prikazan na ekranu sonde. Ovo može biti korisno za brzo određivanje šinskih vrednosti, kao i znajući šta offset vrednosti treba da budu ušli u obimu kako bi se centru signala.

Dinamički Opseg

Važan specifikacija power rail sonde koja ograničava upotrebu van merenja na DC naponskom vodu je dinamički opseg. Ova vrednost određuje maksimalnu peak to peak amplitudu koju sonda može meriti. Za većinu power rail sondi u industriji ova vrednost je samo 850 mV. To znači da se sonda ne može koristiti za bilo kakve aplikacije gde peak to peak amplitude napona prelaze ove vrednosti.

Specijalne sonde koje svojim specifikacijama omogućavaju osciloskopima power integrity merenja dobijaju sve više na važnosti i primeni. Sonde nude manju buku, integrisani ofset, veći propusni opseg (Bandwidth), bolju DC ulaznu impedansu, i neke jedinstvene karakteristike kao što su očitavanja DC napona i AC coupling koji nisu dostupni tradicionalnim sondama koje su se koristile u prošlosti koristile za merenja šuma većeg nivoa.

Slika br.2 Power rail sonde podržavaju veliki broj različitih priključaka za sondiranje, uključujući 2,5 mm pretraživač, SMA konekciju, i štipaljku za prijanjanje na površinu uređaja. Za najveću preciznost, 50Ω-i koaksijalni lem može biti vezan za bajpas kondenzator.

Rohde & Schwarz Österreich Ges.m.b.H.
Representative Office Belgrade

Španskih boraca 3
11070 Beograd

tel: +381 11 6556 814
e-mail: rs-serbia@rohde-schwarz.com

The post Po čemu su Osciloskopske Power Rail sonde tako specijalne? appeared first on Automatika.rs.

Vaš zadatak

 Potvrditi odgovarajuće usklađivanje snage između dva USB Tip-C interfejsa sa USB PD testom usklađenosti. Odvojeno od usklađenosti fizičkog sloja (PHY layer), potrebno je testirati usklađenost protokola za sve tipove topologije sistema.

Pozadina

USB napajanje

 Forum Implementora USB-a (USB-IF) je unapredio USB 2.0 i USB 3.1 sa USB PD specifikacijom. Ova specifikacija omogućuje fleksibilno napajanje do 100 W (do 20 V i 5 A). USB napajanje najefikasnije radi sa USB-IF definisanim USB Tip-C konektorima i kablovima sertifikovanim za USB 3.1 GEN 2, brzine prenosa podataka (10 Gbps).

 Novi dizajn nije ograničen orijentacijom konektora što omogućava lakše i brže povezivanje. 24-pinski, dvostrani Tip C konektor čine veze za prenos podataka velikim brzinama i napređeni interfejs za USB napajanje. USB proizvođači uređaja i opreme dogovorili su mogućnosti napajanja preko USB PD komunikacijkog protokola koje se izvršava preko novog konfigurisanog kanala (CC). Ovaj dogovor potvrđuje vezu provajdera i potrošača, i omogućava maksimalno moguće napajanje. Dijagram u nastavku objašnjava različite podržane USB PD topologije provajdera i potrošača i uređaja sa dvostrukom ulogom.

 USB Tip-C interfejsi obezbeđuju napajanje preko četiri para pinova za napajanje (V bus). USB-IF je definisao pet različitih USB PD profila za primenu u industriji.

 Potpuno funkcionalni USB Tip-C kablovi i adapteri su električno označeni (e-mark) i sadrže identifikacioni (ID) funkcijski čip koji je dostupan preko CC interfejsa. Test “e-mark“ funkcionalnosti je deo specifikacije testa usklađenosti USB napajanja (CTS).

BMC PHY integritet

 USB PD protokol na CC komunikacijskom interfejsu koristi BMC (Biphase Mark Code) kodiranje za razmenu profila snage između dva USB Tip-C interfejsa.

 Da biste osigurali interoperabilnost između USB komponenti i uređaja, i kako bi se izbegla bilo kakva oštećenja usled visokog napona i struje, važno je da BMC signal komunicira kao što je navedeno po standardu. Stoga se BMC PHY signalizacija testira sa maskama za usklađivanje. Modulisane logičke signalne sekvence ”jedinice” i ”nule” se procenjuju odvojeno u dva različita profila maski prikazanih na sledećoj strani.

T&M rešenje

 USB PD testiranje usklađenosti potvrđuje odgovarajuću uspostavu veze za napajanje na CC linku USB Tip-C interfejsa na frekvencijama od 270kbps do 330kbps i verifikuje kvalitet napajanja na Vbus pinovima. Odabir ključnih parametra za osciloskop, kao glavnog uređaja za prikupljanje signala za USB PD usklađeno testiranje, su visok dinamički merni opseg, brza akvizicija i obrada, kao i osnovni ulaz od 1 MΩ za strujnu sondu.

 Rohde&Schwarz nudi, u saradnji sa partnerom Granite River Labs (GRL), rešenje za testiranje usklađenosti u vidu R&S®RTO i R6&S®RTE digitalnih osciloskopa. GRL-USB- PD softver za analizu kontroliše opremu za testiranje, vrši električna testiranja i testiranje protokola.

Test setup

 Podešavanje testa zavisi od uloge DUT-a. U svim slučajevima R&S®RTE ili R&S®RTO osciloskop prikuplja USB PD talasne signale za analizu usklađenosti i verifikacije protokola. Za merenje napona (Vbus ) i struje (IL) na Vbus napajanju, potrebne su pasivne naponske i strujne sonde. Još jedna naponska sonda se povezuje sa CC komunikacijskim linkom. Test USB Tip-C kablova i adaptera se fokusira na potvrdu “e-mark„ koda na CC signalnom linku.

GRL-USB- PD alat za testiranje usklađenosti

 GRL je razvio GRL-USB- PD, USB- PD softver za testiranje usklađenosti baziran na USB Tip-C CTS. Ovaj alat koristi dobijene talasne oblike za generisanje eye dijagrama za testiranje usklađenosti maski i vrši merenja za testiranje električnih parametara. Takođe dekodira BMC signalizaciju za testiranje protokola. Za USB Tip-C kablove i adaptere, USB-GRL- PD alat podržava USB Tip-C e-mark testove. U kombinaciji sa GRL USB Tip-C test kontrolerom, GRL-USB- PD softver pruža kompletno automatsko usklađeno test rešenje. Na kraju testa, softver generiše sveobuhvatni izveštaj testa.

 GRL-USB- PD softver obuhvata sledeće testove:

1. Električno-fizički sloj usklađenosti (BMC-PHY)

• Eye dijagram
• Vremenska merenja (npr. bitrate, vremena rasta)
• CRC proveru

2. USB PD usklađenost protokola i dekodiranje (BMC-PROT)

• CC linijski paket dekodiranja
• VDM dekodiranje za USB Tip-C kablova i adaptera

3. Testovi izvora/primaoca snage (BMC-POW)

USB Tip-C test kontroler
 GRL je razvio hardver USB Tip-C test kontrolera (GRL-USB- PD-C1). On ima ugrađenu USB PD fukcionalnost kontrolera, i napajanje za testiranje potrošača i omogućuje povezivanje na DUT i preostalu test opremu. Kontroler konfiguriše DUT da pošalje odgovarajuće USB PD odgovore za testiranje usklađenosti.

E-load
 Drugačije opterećenje mora da se primenjuje za svaki testirani profil snage kako bi se osiguralo da USB PD pruža dovoljnu snagu. Na primer, električna opterećenja od Chroma Systems Solutions, mogu da simuliraju različite scenarije napajanja.

GRL USB Tip-C test kontroler

Dodatne USB test mogućnosti sa R&S®RTE i R&S®RTO digitalnim osciloskopima

USB 2.0 testiranje usklađenosti

 Opremljen sa R&S®RTO-K21 USB 2.0 test opcijom usaglašenosti, i zajedno sa R&S®RT-ZF1 USB test priborom usklađenosti, R&S®RTO može da se koristi za testiranje usaglašenosti za USB 2.0/1.1/1.0 i HSIC interfejsa. Uz pomoć R&S®ScopeSuite, testiranje usklađenosti je u potpunosti automatizovano i pruža punu fleksibilnost za otklanjanje grešaka, testiranje i sertifikaciju usklađenosti.

R&S®RTO-K21 USB softver za testiranje usklađenosti

USB 2.0 okidanje i dekodiranje

 R&S®RTE-K60/RTO- K60 opcija za R&S®RTE/RTO podržava protokol dekodiranja i okidanja za USB 2.0/1.1/1.0 i HSIC. Brza obrada, fleksibilan prikaz dekodiranih podataka kao i sveobuhvatnog seta okidajućih događaja čine ovu opciju neophodnim alatom za otklanjenje grešaka u dizajnu USB interfejsa.

R&S®RTE/RTO-K60 USB okidanje i dekodiranje

Rohde & Schwarz Österreich Ges.m.b.H.
Representative Office Belgrade

Španskih boraca 3
11070 Beograd

tel: +381 11 6556 814
e-mail: rs-serbia@rohde-schwarz.com

The post Test usklađenosti USB napajanja sa ROHDE&SCHWARZ digitalnim osciloskopima appeared first on Automatika.rs.