Hvernig á að bæta viðbætum stöðugleika afstaðanúmerakerfis

Með hröðu þróun eldsneytisvæðisins eru ýmis tæki og mælir víðtæklega notaðir í stjórnun virksamleika og öllum svæðum samfélagslífs. Í sama tíma er krafid við áreiðanleika tækja orðið aukin, og straumavísar tölfræðitölur eru engin undantekning. Krefid við áreiðanleika straumavísara er skilgreint innan tekniska staðla smáræktaráreiknings.

Þessir staðlar tilkynna að meðal notkunartími straumavísara verði ekki lægri en tíu ár, sem gerir áreiðanleiskörf á þeim sérstaklega mikilvægar. Líkur á að fullnægja kröfnum fyrir gefnar skilyrði og innan gefinnar tímaþurskrifi kallast meðaltími milli villulausa reiknings (MTBF) eða meðaltími milli villulausar starfsemi. MTBF er algengur mælitala til að metra áreiðanleika. Markmið áreiðanleiskörf fyrir straumavísara er að hækka MTBF vöru og tryggja venjulega starfsemi.

1.Hardware Áreiðanleiskörf

Hagnýting á Straumaóskju fyrir Straumavísara

Eftir greiningu á verkstjórnartölfræðigögnum fer 70% óskju í straumavísarkerfi í gegnum strauman. Því miður er hagnýting á gæði straumans af mikilli áhrifgildi fyrir áreiðanlegt hagnýti alls kerfisins. Þar sem kerfisstrauman er venjulega fengin úr rafmagnakerfi, er hagnýting á óskju fyrir strauman aðallega fokussuð á síulindum við inngangspunkt og hagnýting á stundlegri óskju.

2.Jöfur fyrir Straumavísara

Uppsetning jafkerfisins hefur beinverð áhrif á óskjuhagnýti alls vörurnar. Góð uppsetning getur bært á óskju frá ytri umhverfi og efektískt hætt við óskju sem myndast innan kerfisins. Með athygli á eftirtöldu tveggja málefnum er hægt að bæta áreiðanleika kerfisins: 

Tölfræði Jaf og Analog Jaf Af vegna spennandi hliða tölfræðiskilaboða, sýna straumar í tölfræðikerfum snertingu. Því miður ætti að skipta analogu jafi og tölfræði jafi í straumavísarkerfi, tengdu bara í einn punkt. Tölfræði og analog skemmanefni á skemmunni ætu að vera tengd við sín eigin "jáf". Þetta bætir árekstur fyrir að snertingarstraumur tölfræðikerfisins myndi ekki blanda sig í analog skemmanefni gegnum sameigna jáfviðmot, sem myndar stundleg óskju. Þegar háfrekist tölfræði tilheyra kerfinu, verða þessar óskjur enn meiri.

Einpunkt og Fjölpunkt Jaf Eftir lok greiningar á lágfrekistum kerfum er almenn regla að bæta saman flutt einpunkt jaf við raðbundið einpunkt jaf til að bæta áreiðanleika. Flutt einpunkt jaf merkir að margar jáfstrímar verða tengdar saman í einum stað, þar sem hver jáfstaða tengist sinni straumi og viðmot. Fornútur þessarar aðferðar er að það er ekki óskju frá sameigna jáfstraum; dregur hvort sem er of mikla jáfstrauma. Raðbundið einpunkt jaf merkir að margar einingar deila sama jáfstraumasegment. Vegna jáfstraumaviðmotsins, eru jáfstaðir mismunandi eininga mismunandi við jarða. Straumabreytingar í einhverri einingu hefur áhrif á jáfstaða, breytir útkomu skemmunnar og valdi óskju frá sameigna jáfstraum. Þessi aðferð er einfaldari í tengslum. Fjölpunkt jaf er oft notað í háfrekistum kerfum, þar sem jáfstraumur hverrar einingar tengjast jáfstraumaskrá sem næst. Fornútur þessarar aðferðar eru skamm jáfstraumar, lágt viðmot, og óskju hljóðbundin af sameigna jáfstraum viðmoti.

Raðbundið einpunkt jaf merkir að margar einingar deila sama jáfstraumasegment. Vegna jáfstraumaviðmotsins, eru jáfstaðir mismunandi eininga mismunandi við jarða. Straumabreytingar í einhverri einingu hefur áhrif á jáfstaða, breytir útkomu skemmunnar og valdi óskju frá sameigna jáfstraum. Þessi aðferð er einfaldari í tengslum. Fjölpunkt jaf er oft notað í háfrekistum kerfum, þar sem jáfstraumur hverrar einingar tengjast jáfstraumaskrá sem næst. Fornútur þessarar aðferðar eru skamm jáfstraumar, lágt viðmot, og óskju hljóðbundin af sameigna jáfstraum viðmoti.

3.Skilgreining fyrir Straumavísara

Eitt markmið skilgreiningar er að skilja óskjufrum frá kjarnskemmanefni. Eiginleiki skilgreiningar er að straumavísari haldi skilaboð við starfssvæði sitt án beinlegrar rafmagnsgerðar. Aðal aðferðir til að setja skilgreiningu fram eru trafo skilgreining, ljósskilgreining, skilgreining með skipting, skilgreining með forstæður, og uppsetningarskilgreining. 

• Trafo Skilgreining Spennapuls trafo, sem hefur færar spor, litla dreifða spenna (bara nokkrar pico-farad) og uppruna/spor sem eru bundin á mótsæðum hliðum kjarns, getur virkað sem skilgreiningarefni fyrir spennapuls-skilaboð, að ná í skilgreiningu tölfræðiskilaboða.

• Ljósskilgreining Bæta við ljósmyndara getur hætt við spenningaspili og ýmsar óskju. Með hjálp ljósskilgreiningar er ekki nein rafmagnsgerð á milli stjórnakerfis og skilaboðagrips straumavísara, sem bætir á óskjuhagnýti kerfisins. Ljósmyndara geta skilt tölfræðiskilaboð, en ekki eiga fyrir analog skilaboð. Almenn aðferð til að skilja analog skilaboð eru: A. Spennubreyting í tíðni gefur eftir ljósskilgreining, sem myndar flóknar skemmanefni; B. Misfallstuðull, sem býður niður á skilgreiningarspenningu; C. Skilgreiningarforstæður, sem presta vel en eru dýrar. 

• Skilgreining með Skipting Eftir því að engin rafmagnsgerð er á milli spennuskiptingar og tengingar, getur spennuskiptingar tekið við skilaboðum, en tengingar sendi þau, sem leysir vandamál sterkra og veikra rafmagnsskilaboða og ná í óskjuhagnýti.

• Uppsetningarskilgreining Ná í skilgreiningu með PCB uppsetning, aðallega að skipta sterkum og veikum rafmagnsskilaboðum.

4. PCB Hagnýting fyrir Straumavísara

Prentuð skemmanefni er efniborð fyrir skemmanefni og veitir rafmagnsgerð á milli þeirra. Gæði PCB hönnunar hefur beinverð áhrif á óskjuhagnýti kerfisins. Almenn regla sem könnuð er í PCB hönnun eru:

• Setja kristalskelfingar eins nær og mögulegt er við CPU-spör. Setja jáf og örugga metalleikhverfi, svo skilgreina klukkan með jáfstrauma - þetta aðferð kemur á móti mörgum erfittum vandamálum;

• Nota lágra frekista kristalskelfingar fyrir CPU og halda tölfræði sem hægt og þægilegt er, svo lengur sem kerfisprestunarkröfur eru fullnægjar;

• Ónotað CPU-inntak/útaktengingar skal ekki láta hæva; þær skal tengja við kerfisstrauman eða jáf, og sama gildir fyrir aðra chipa;

• Minnka lengd spor milli háfrekista nefndar. Halda inntak og útak skemmanefni langt frá, og ekki setja óskjuhlutina of nálægt saman;

• Vera búin með straumahringa í lágfrekistu og veikum skemmanefni. Ef ekki er hægt að undanskyla, minnka hringflötinn til að minnka viðtekinn hljóðbundin;

• Undanskyla 90 gráðu bog í kerfisskemmanefni til að hætta við háfrekista hljóðbundin;

• Kerfisinn og útak línu skal ekki fara samhliða. Bæta við jáfstrauma milli tveggja skemmanefni til að hætta við misfallsgrip.

5. Hagnýting á Hönnun

5.1 Tölfræði Skilja fyrir Straumavísara 

Nú er ýmis mælingar IC víðtæklega notað í straumavísarum. Miðlærisforstæðull snýst við þessum mælingar chipum með Serial Peripheral Interface (SPI) eða Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART) til að fá parametrar fyrir straumakerfi. Ef businn er óskjuður eða mælingarchipur virkar óvenjulega, mun miðlærisforstæðull fá rang gögn.

Því miður er hagnýting á hugbúnaðar skilja mjög mikilvæg. Fyrir almennt straumaparametrar, er hægt að taka meðal gildi: safna fimm til sex gögn, fjarlægja hæsta og lægsta gildi, svo reikna meðalgildi. Fyrir orku gögn, meta dynamic range innan einnar tímar, byggt á mettraða starfssvæði; ef óvanliga orku gögn kemur fram, getur hugbúnaður eytt þessu gagnasett. Aðrir aðferðir eru miðgildi skilja, reikna meðal, og fyrsta stigi low-pass skilja. Prófið hefur sannfært að nota hugbúnaðar skilja maximizes áreiðanleika parametrar les.

5.2 Gögn Redundancy Hönnun fyrir Straumavísara

Til að bæta áreiðanleika kerfisins, kerfissettingarparametrar og kalibreringarparametrar geta notið multi-backup hönnun. Ef eitt gagnasett er skemmt, annað backup gagnasett getur verið virkjað. Til að tryggja gagnasömu og auka líkurnar á gagnasömu undir villa, ætti að geyma nokkrar gagnasett í skipta staðum.

5.3 Gögn Yfirferð og Operation Redundancy Hönnun fyrir Straumavísara

Þegar miðlærisforstæðull skrifar settingar eða kalibreringarparametrar inn í minni, getur óskja valdi rangum gögnum að skrifa, en forstæðullinn getur ekki ákvarðað réttleika skrifuðra gagna. Til að tryggja rétt skrifað gagni, framkvæmir hugbúnaðar hönnun "checksum" á gögnum sem skulu skrifa og geymir checksum með gögnunum. Eftir hverju skrifa, er lesið gert, og checksum lesið gagna er samanburður við geymda checksum. Ef þau passa ekki, er skrifað aftur, til að gagni séu rétt skrifað. Ef endurtaka takmark er ferð, er skrifað villa sýnt.