Vítejte, dnes je
sobota 21.
prosinec 2024
Odborný časopis a portál zaměřený na vývoj a výrobu elektroniky Osciloskopy již dávno nejsou jen nástroji k pouhému zobrazování signálů, ale díky kombinaci s výkonnými procesory a operačními systémy se staly výpočetními středisky, jejichž použití přesahuje původně zamýšlený rámec zaměření těchto přístrojů. A tak je můžeme nalézt v laboratořích zemědělských či stavebních fakult, ale i na dalších místech, kde bychom si dříve jejich použitelnost jen těžko dokázali představit.
Společnost LeCroy, nyní součástí konsorcia Teledyne, je právem považována za předního inovátora v oblasti osciloskopů. Tuto pozici v poslední době utvrdila představením laboratorních osciloskopů s dvanáctibitovými převodníky, osciloskopem s šířkou pásma 100 GHz a nyní též osmikanálovými dvanáctibitovými osciloskopy HDO8000 s šířkou pásma 350 MHz, 500 MHz a 1 GHz. Specializovanou úpravou těchto přístrojů je systém MDA800, který si představíme blíže.
MDA800 neboli Motor Drive Analyzer je v základu osciloskop s osmi kanály a dvanáctibitovými AD převodníky, jehož použití je stejně všestranné, jako tomu je i u ostatních osciloskopů LeCroy. Přesto existuje jeden obor elektrotechniky, kam je tento analyzátor primárně směrován – pohony a výkonová elektronika, tedy vývoj a testování řízených pohonů, zdrojů, usměrňovačů, střídačů, měničů. MDA800 je kombinací několika různých přístrojů:
Díky osmi analogovým kanálům a šestnácti digitálním kanálům je možné v jednom čase zpracovávat elektrické signály z mnoha míst obvodu pohonu a sledovat tak odezvy systému na různé podněty. Odezvy mohou být krátkodobé – sledy spínacích impulzů, záběrné momenty či reakce na mikrovýpadky napájení, ale i dlouhodobé – těžké rozběhy, brždění, změny účinnosti v závislosti na zatížení apod.
Navzorkované signály jsou pak zobrazeny na jedné obrazovce, kde je lze dále odměřovat, zvětšovat a počítat z nich odvozené elektrické a mechanické veličiny. Díky jedné časové ose je možné jednoznačně určovat následky různých typů vstupů, ať již to jsou chyby v povelech z řídicího systému, či v samotném obvodu měniče.
Jak ukazuje obr. 2, lze na jedné obrazovce osciloskopu sledovat měřené signály, výsledky výpočtů a měření, dekódování dat ze sběrnic či statistiky a dlouhodobé trendy. Celkově lze najednou zobrazit až šestnáct mřížek s až čtyřiceti průběhy signálů a několik tabulek pro měření a dekódování. To je samozřejmě i na obrazovku o úhlopříčce 12,1" (307 mm) poměrně hodně informací. Pomocí technologie Q-Scape Multi-tab Display si proto lze nastavit až čtyři obrazovky s různými typy informací a přepínat mezi nimi pomocí záložek. Navíc je osciloskop vybaven rozhraním DisplayPort 1.2 podporujícím zobrazení měření na externím monitoru v rozlišení až 3 840 × 2 160 bodů.
A brzy přibude též harmonická analýza, která umožní sledovat obsah harmonických na vstupu a výstupu pohonu.
Ačkoliv se jedná o elektroniku, výkony, které jsou v obvodech přenášeny, a napěťové hladiny, které se na různých místech obvodu mohou objevit, jsou již značně veliké a mohou ohrozit jak přístroj, tak i jeho obsluhu. Přísné nároky na bezpečnost a zároveň na elektrické parametry splňují vybrané měřicí sondy – diferenční napěťové sondy z řady HVD s šířkou pásma až 120 MHz a izolační pevností 1 000 VRMS v CAT III, proudové sondy z řady CP pro proudy od 30 A do 500 A s šířkou pásma od 2 MHz do 500 MHz a citlivostí od 1 mA na dílek. Všechny měřicí sondy jsou vybaveny rozhraním ProBus zajišťujícím jejich správnou detekci osciloskopem. Ten automaticky nastaví rozsahy mřížek a označení jednotky měřené veličiny a přizpůsobuje měřicí vstup charakteristice sondy. Osciloskop sondy skrz toto rozhraní rovněž napájí a umožňuje je ovládat (např. nulování či demagnetizaci).
Jak již bylo zmíněno na počátku článku, základem osciloskopů z řady MDA800 jsou AD převodníky s hardwarovým rozlišením 12 bitů vzorkující každý z osmi analogových kanálů rychlostí až 2,5 GS/s. Oproti klasickým osmibitovým převodníkům tak poskytují šestnáctinásobně vyšší rozlišení ve vertikální ose, což přináší přesnější odměřování tvaru a amplitudy signálů. Vstupní zesilovače s 55dB odstupem signál-šum pak zajišťují nízký šum celého měřicího systému.
Osciloskopy Teledyne LeCroy MDA800 jsou ojedinělými nástroji pro měření na řízených pohonech a napájecích zdrojích. Ačkoliv v přesnosti nemohou, a popravdě ani nehodlají, konkurovat vysoce přesným třífázovým analyzátorům výkonů, jejich síla tkví především v tom, že umožňují komplexní analýzu obvodů výkonové elektroniky v časech od desítek pikosekund po stovky sekund. Na jedné straně tedy lze zobrazit extrémně krátké děje, ale také dlouhodobé trendy. K elektrickému výkonu přiřazují i výkon mechanický, což neumožňují ani některé analyzátory výkonů. Podtrženo a sečteno, MDA800 jsou nenahraditelnými pomocníky ve všech laboratořích a zkušebnách řízených pohonů i celých pohonných systémů. Další informace o přístroji MDA800, případně dalších osciloskopech Teledyne LeCroy, získáte u výhradního zástupce této značky společnosti Blue Panther s. r. o. (www.blue-panther.cz).
