სიგნალების ტესტერებისთვის მაღალ სიზუსტის ელექტროსადგურის დიზაინი და დახვეწა MAX038 და BTL ამპლიფიკაციის გამოყენებით

1 ტესტერის ელექტროსართულის მავნებელი დიზაინი

ეს მოწყობილობა იყენებს სტანდარტულ პატარა-სიგნალის შემცველ მოწყობილობას პატარა-დენის სიგნალების გენერირებისთვის საჭირო სიხშირეთი და ფაზის კუთხეთი. შემდეგ, ამპლიფიკაციის და ფაზის მორგების ქსელების შესაძლებლობით იქმნება მუშაობის ელექტროსართული.

1.1 სიხშირის სინუსოიდური პატარა-დენის სიგნალების შემცველი მოწყობილობა

სინუსოიდური სიგნალების შემცველი ქსელი ძირითადად შედგება MAXIM Corporation-ის ამერიკული კომპანიის მიერ დამზადებული მარკის MAX038 ჩიპისგან. ტესტირების მოთხოვნების მიხედვით, ამ ქსელს საჭიროა 3 ჩიპი და შეუძლია მინიმუმ 3-იანი სინუსოიდური სიგნალების შესაქმნელად. MAX038 არის მაღალსიხშირიანი სიზუსტის ფუნქციონალური გენერატორი. მარტივი გარემოების ქსელის (ხაზი 1) დასაშექმნელად და ჩიპის A₀ და A₁ ფეხების კონტროლის საშუალებით (ცხრილი 1), შეიძლება შექმნა სინუსოიდური, მართკუთხა და სამკუთხა სიგნალები.

სიხშირის რეგულირება: როცა FADJ ფეხი ნულოვან დონეზეა, გამომავალი სიხშირე შესაძლებელია გამოთვალოთ ფორმულით Fₐ = I_IN / C_f (სადაც I_IN= V_ref/ R_in; Fₐ არის გამომავალი სიხშირე, MHz-ში; C_f არის ოსცილატორის გარემოების კაპაციტანცია, pF-ში; I_IN არის IN ფეხის გამომავალი დენი, μA-ში; V_ref არის REF ფეხის გამომავალი დარტყმა; R_in არის IN ფეხის შესაბამისი შესასვლელი რეზისტორი).

დიურექციის რეგულირება: DADJ ფეხის დარტყმის ცვლილება შეიძლება შეცვალოს კაპაციტორის C_f შესაბამისი შეტვირთვა და გახურვა. როცა DADJ ფეხი ნულოვან დონეზეა, დიურექცია არის 50%. როცა DADJ ფეხის დარტყმა ცვლილებას იტაცებს -2.3～2.3 V დიაპაზონში, დიურექცია ცვლის დიაპაზონს 85%～15%-ში. დიურექციის რეგულირება შესაძლებელია გამოთვალოთ ფორმულით V_dadj =₋50%- DC×0.0575 (სადაც V_dadj არის DADJ ფეხის დარტყმა).

1.2 პატარა-დენის სიგნალების ერთფაზიანი, სამფაზიანი და ორფაზიანი ორთოგონალური გამოტანის realizado

MAX038-ის შიგნით არსებული ფაზის დეტექტორი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფაზის დაბრუნების ქსელის შესაქმნელად. როცა სამფაზიანი მართკუთხა ტალღის სიგნალები შეიტანებიან სამ MAX038-ის PDI ტერმინალებში, მათ გამომავალი სამი სინუსოიდური სიგნალი იქნება სამფაზიანი AC სიგნალები. ერთფაზიანი სიგნალის გამოტანისთვის, შეიძლება გათიშოთ ორი სინუსოიდური სიგნალის შემცველი და მუშაობდეს მხოლოდ მესამე სინუსოიდური შემცველი.

PDI-სთან ფაზის რეგულირების სიგნალების შეტანა არ არის საჭირო. ორფაზიანი ორთოგონალური სიგნალების გამოტანის პრინციპი ერთია სამფაზიანი გამოტანის პრინციპთან. ჯერ გათიშეთ ერთი სინუსოიდური სიგნალის შემცველი და შემდეგ გამოიყენეთ ორი ორთოგონალური მართკუთხა ტალღის სიგნალი დარჩენილი ორი სინუსოიდური სიგნალის შემცველის PDI ტერმინალებში. მათ გამომავალი ორი სინუსოიდური სიგნალი იქნება ორფაზიანი ორთოგონალური AC სიგნალები. ეს მართკუთხა გარე სინქრონიზაციის სიგნალი არის პროგრამირებადი PLD-ის საშუალებით. სამფაზიანი სიხშირის მართკუთხა ტალღის სიგნალი გაყოფილია 6 სტატუსში (ხაზი 2).

ცხადია, თითოეულ სტატუსს შორის დროის განსხვავებაა 3.3 ms (პერიოდი 20 ms-ია 50 Hz-ში). როცა თითოეული 6 გამოტანის სტატუსი განხვრებულია 3.3 ms-ში და უსასრულოდ ციკლობს დადებით მიმართულებით, შესაძლებელია გამოტანა სამფაზიანი სიხშირის მართკუთხა ტალღის სიგნალი. ანალოგიურად, დამუშავებული იქნება ორფაზიანი ორთოგონალური სიგნალი და გაყოფილი იქნება 4 სტატუსში (S₇, S₈, S₉, S₁₀). თითოეულ სტატუსს შორის დროის განსხვავებაა 5 ms. როცა თითოეული 4 გამოტანის სტატუსი განხვრებულია 5 ms-ში და უსასრულოდ ციკლობს დადებით მიმართულებით, შესაძლებელია გამოტანა სამფაზიანი სიხშირის ორფაზიანი ორთოგონალური მართკუთხა ტალღის სიგნალი.

MAX038-ის ფაზის სინქრონიზაციის კონტროლის ტალღის გამოტანის სიგნალები Q₂, Q₀, Q₁ გამოიტანება P16R6 პროგრამირებადი ჩიპის 16#, 14# და 13# ფეხებიდან (ხელმისაწვდომია P16R6 მონაცემები) სამ MAX038-ის გარე სინქრონიზაციის PDI ტერმინალებში. დასაშვები არის დამატებული 13# ფეხის გამოტანის მიღმა, რომელიც კონტროლის სიგნალით Q₃ კონტროლდება. პროგრამის რედაქტირებით შესაძლებელია გადავამყაროთ Q₀, Q₁, Q₂, Q₃ კონკრეტული პირობები (ცხრილი 2), რათა შეიქმნას სამფაზიანი და ორფაზიანი ორთოგონალური მართკუთხა გარე სინქრონიზაციის სიგნალები.

1.3 ძალის ამპლიფიკაციის რეალიზების პრინციპი

ერთფაზიანი ამპლიფიკაციის ქსელი დიზაინირებულია ბრიჯ-ტიედ ლოდის (BTL) სტრუქტურაში. ტვირთის ორი ბოლო დაკავშირებულია ორი ამპლიფიკატორის გამოტანის ტერმინალებთან. ერთი ამპლიფიკატორის გამოტანა არის მეორე ამპლიფიკატორის მიროდება. ანუ, ტვირთის ორ ბოლოზე ტვირთვის სიგნალები მხოლოდ ფაზის განსხვავებით 180°. ტვირთზე მიღებული დარტყმა არის ორიჯინალური ერთმხრივი გამოტანის დარტყმის ორჯერ მეტი (ხაზი 3), რაც კითხვარია ერთფაზიანი გამოტანის არ იყოს ნაკლები 100 W-ზე.

2 ტესტერის ელექტროსართულის მავნებელი დიაგნოსტიკა
2.1 გამოტანის ტალღის დეფორმაციის რეგულირება

დიურექციის პარამეტრის მითითება: -2.3V და +2.3V დიაპაზონში დარტყმის კონტროლის სიგნალი უნდა გადაიტანოთ MAX038-ის DADJ ტერმინალზე, რათა რეგულირება შეიძლებოდეს კაპაციტორის C_f შესაბამისი შეტვირთვა და გახურვა. რეგულირება შეიძლება განხორციელდეს ტრიანგულური ტალღის გამოტანის დიაპაზონში 10% - 90%, რაც შესაძლებელია დეფორმირებული სინუსოიდური, სამკუთხა და იმპულსური ტალღების შესაქმნელად. რადგან DADJ ტერმინალზე დარტყმის სტრიქონი არის 250 μA, შეიძლება დაერთოთ რეზისტორი R_d ამ ტერმინალს და რეფერენციის ელექტროსართულის REF ტერმინალს შორის. შესაბამისად: V_dadj = V_ref - 0.25R_d; R_d-ის მნიშვნელობის რეგულირებით შესაძლებელია ტრიანგულური და სამკუთხა ტალღების დიურექციის რეგულირება, რითაც არ არის შეზღუდული სინქრონული გამოტანის იმპულსები, და R_d არ უნდა აღემატებოდეს 20 kΩ-ს.

2.2 გამოტანის ტალღის სიხშირის რეგულირება

MAX038-ის გამომავალი სიხშირე კონტროლდება კაპაციტორით C_f, IIN დენით და FADJ დარტყმით. მარტივი C_f-ით, სიხშირის სიზუსტის რეგულირება შესაძლებელია IIN ფეხის კონტროლით. ციფრული კონტროლისთვის, DAC-ები დაერთებულია IIN და FADJ-სთან. ეს შეიძლება შექმნას პატარა დარტყმები, რომლებიც დარტყმის სისტემაში კონვერტირდება 0-748 μA დენი (პლუს 2 μA ქსელიდან) და IIN-ზე 2-750 μA, რაც შეიძლება შექმნას გამომავალი სიხშირის დიაპაზონი. DAC ამ დიაპაზონს ყოფს 256 ნაბიჯად, რითაც შესაძლებელია სიხშირის რეგულირება IIN დენით და სიზუსტით DAC-ით.

2.3 ძალის ამპლიფიკაციის ქსელის დარტყმის გამოტანის რეგულირება

სამი ერთფაზიანი სტეპ-ამპ ტრანსფორმატორის ქსელი ფუნქციონირებს სამფაზიან ტრანსფორმატორის როლში სიგნალების ერთდროული ამპლიფიკაციისთვის (რითაც არ არის ნაკლები პატარა სიგნალებზე სამფაზიანი ტრანსფორმატორის დირექტული გამოყენების დიდი იმპაქტი). 200 V და 80 V შორის დარტყმის რეგულირება შესაძლებელია ტრანსფორმატორების რეგულირებით.

2.4 დირექტული მუშაობის ქსელის დარტყმის რეგულირება

დირექტული დარტყმის ტრანსფორმაციისა და სტაბილიზაციის ქსელი უზრუნველყოფს სტაბილურ დირექტულ ელექტროსართულს დასაქმების ადგილზე 220 V ალტერნატიული ელექტროსართულიდან. ის გამოიტანს +35 V და +5 V (ტრანსფორმატორის სიზუსტის მოთხოვნების შესაბამისად) 7805 და 7905 დირექტულ ენერგიის მოდულების გამოყენებით.

3 დასკვნა

• დიზაინირებული ელექტროსართული არის ფუნქციონალური, ეკონომიური და სიზუსტით მაღალი გამომავალი დარტყმა, რომელიც სრულიად დაკავშირებულია ტესტერის მოთხოვნებთან.

• მოდულური დიზაინი შემცირებს კომპლექსურობას, რომელიც შედგება დაკავშირებული და დამახასიათებელი ქსელებისგან. ფუნქციონალური დაყოფა (სინუსოიდური სიგნალების შემცველი, ფაზის კონტროლი, ძალის ამპლიფიკაცია, დირექტული ელექტროსართული) შესაძლებელია უსასრულოდ განახლება მომხმარებლის მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად.

• კონტროლის სიგნალები Q₀-Q₃ შესაძლებელია კომპატიბლური იყოს MCU-ებთან და ციფრული კონტროლით. მოდულური დიზაინის კომბინაციით, მოწყობილობა გამოიტანს სამფაზიანი, ორფაზიანი ორთოგონალური და ერთსიხშირიანი სინუსოიდური სიგნალები, და მართკუთხა/სამკ