česky english Vítejte, dnes je středa 27. říjen 2021

Početná měřicí technika, nebo jedno přesné SMU?

DPS 3/2021 | Měření - články
Autor: Ing. Jan Robenek

S trendem spojovat možnosti více přístrojů do jednoho finálního zařízení se potkáváme na každém kroku. Výhody plynoucí z takové „fúze“ bývají někdy docela sporné, zatímco jindy již dávají mnohem větší smysl. Třeba jako v případě nové měřicí techniky, u které se logicky snoubí funkce několika jinak samostatných nástrojů.

Jako zdroj i měřidlo

Při vyslovení zkratky SMU nám automaticky vyskakuje její celý význam, tedy „Source Measure Unit“. A také řada různých fyzických provedení, která nemusí zahrnovat jen stolní přístroje či nejrůznější moduly, ale třeba též speciální zásuvné karty. Jinak tomu nebude ani u aktuálních novinek s logem společnosti Keysight Technologies, kterými se výrobce pochlubil začátkem roku [1]. Jedná se o precizní modely PXIe SMU M9601A, M9614A / M9615A a také M9602A / M9603A. Účel? Nahrávají zde potřebám testovacích aplikací s důrazem na vysokou přesnost, rozlišení nebo též flexibilitu při měření. Pole působnosti je široké. Zahrnuje např. prověřování a popis vlastností polovodičů, stejně jako mnoha dalších nelineárních součástek či materiálů z pohledu volt-ampérových závislostí.

Zastavme se hned u první PXIe jednotky M9601A vybavené požadovanou schopností fungovat v případě napětí či proudu souběžně jako zdroj i měřicí systém [2]. Řešení zachycené na obr. 1 pokrývá z hlediska svých rozsahů proudy až do 315 mA a napětí pak do 210 V. Na nejmenších rozsazích bude dále možné v obou případech počítat s rozlišením již od 10 fA, příp. 500 nV. Systém byl navržen symetricky pro práci ve všech čtyřech kvadrantech, takže lze snadno a přesně změřit proudy i napětí s využitím jediného modulu, aniž by přitom bylo nutné v zapojení cokoli manuálně upravovat, příp. sáhnout po nějakém dodatečném vybavení.

 

Obr.č. 1 M9601  (jpg)

Vše v jednom

M9601A pracuje nejen ve stejnosměrné oblasti, ale rovněž i s pulzy, které mohou mít šířku pouze 20 μs. U součástek tím dokážeme potlačit vliv samoohřevu a získat přesné charakteristiky odpovídající skutečnosti. Systém kromě toho vzorkuje s rychlostí až 1,25 MS/s a nabídne i paměť v délce jednoho milionu bodů. V rámci jednoho měření tak lze podchytit dynamické chování a také odezvu součástek či obvodů na pulzní změny. Ke zkouškám spolehlivosti polovodičových prvků nebo ověřování či samotné definici parametrů aktivních nebo pasivních elektronických součástek má tedy SMU všechny předpoklady.

Obr.č. 2 M9614A (jpg)

Source Measure Unit M9601A tedy v rámci jednoho PXIe modulu nabízí nejen různé výstupy, ale také možnosti souvisejícího měření. Funguje na pomyslné pozici precizního, symetrického zdroje napájení pro napětí a proud, elektronické zátěže, přesného digitálního voltmetru i ampérmetru, potažmo osciloskopu, a třeba i jako pulzní generátor. Vzhledem k tomu, že SMU dále na svém výstupu dokážou velmi přesně stanovit velikosti proudu a napětí, nabídnou v porovnání s tradičními napájecími zdroji spoustu výhod. Všechny jednotky SMU kromě toho těží z interních smyček zajišťujících zdrojovým obvodům okamžitou zpětnou vazbu. Výstup SMU zůstává tudíž přesný a stabilní, a to i v případech, změní-li se nečekaně zatěžovací poměry. Samozřejmostí jsou také napěťové či proudové limity s důrazem na ochranu připojených součástek.

Obr.č. 3 M9602A (jpg)

Odkazy:

[1] Tisková zpráva, https://www.keysight.com/zz/en/about/newsroom/news-releases/2021/0113-nr21007-keysightexpands-portfolio-of-source-measure-units-.html

[2] SMU M9601A, https://www.keysight.com/zz/en/product/M9601A/pxie-precision-source-measure-unit-1-25-msa-s-10fa-210v-315ma.html

Partneři

eipc
epci
imaps
ryston-logo-RGB-web
mikrozone
mcu
projectik