Сигнал тестерлері үшін MAX038 және BTL кеңейтілген деңгейдегі тақырыпты электр реттеу және қателерді анықтау

1 Тестердің энергиялық жабдығының аппараттық құрылымы

Бұл құрылым стандартты кішкентай сигнал жасау құрылымын қолданып, талап етілген тоқталу мерзімі мен фазалық бұрышы бар кішкентай ағымды сигналдарды жасайды. Содан кейін, кеңейтетін схема және фазалық модуляция схемасы арқылы, иштеу үшін қажетті энергиялық жабдық жасалады.

1.1 Күрделі таңбасы бар кішкентай ағымды сигналдарды жасау құрылымы

Синусоидалық сигнал жасау схемасы негізінен АҚШ-тың MAXIM корпорациясы тағайындаған MAX038 сигнал жасау чипінен тұратын. Синустық сигнал жасау үшін бұл схема үш чип қажет болады және кем дегенде үш каналды синусоидалық сигналдарды жасай алады. MAX038 - бұл жоғары дауысты тезірек функциялық генератор. Жою схемасын (сурет 1) жасау арқылы және чип пінділері A₀ және A₁ (таблица 1) бойынша басқару арқылы, синусоидалық, тіктөртбұрышты және үшбұрышты сигналдар жасалады.

Таңбасының басқаруы: Егер FADJ піндісі деңгейі нөлге тең болса, шығыс таңбасы формула бойынша есептеледі Fₐ = I_IN / C_f (мұнда I_IN= V_ref/ R_in; Fₐ - шығыс таңбасы, МГц; C_f - осциллятордың сыртқы схемасының конденсаторы, пФ; I_IN - I_N піндісінің шығыс ағымы, мкА; V_ref - REF піндісінің шығыс напряжениесы; R_in - IN піндісінің енгізу сопротивлениясы).

Дежуртқа басқару: DADJ піндісіндегі напряжение өзгерісі Cf конденсаторының сәйкес зарядтау және тазарту өзгерісін өзгертеді. Егер DADJ піндісі деңгейі нөлге тең болса, дежурт 50% болады. DADJ піндісіндегі напряжение -2.3 до 2.3 В аралығында өзгерсе, дежурт 85% до 15% аралығында өзгереді. Дежурттың өзгеруі формула бойынша есептеледі V_dadj =₋50%- DC×0.0575 (мұнда V_dadj - DADJ піндісіндегі напряжение).

1.2 Кішкентай ағымды сигналдардың бірфазалы, үшфазалы және екіфазалы ортогоналдық шығысын жасау

MAX038 ішкі фазалық детекторын қолданып, фазалық құлау схемасын құруға болады. Үш MAX038-ге PDI терминалдарына үшфазалы тіктөртбұрышты сигналдар енгізілсе, олармен шығатын үш синусоидалық сигнал үшфазалы AC сигналдар болады. Бірфазалы сигнал шығысы үшін, екі синусоидалық сигнал генераторын өткізіп, ғана үшінші синусоидалық генератор қажет.

PDI-ге фазалық өзгерту сигналдарын енгізу қажет емес. Екіфазалы ортогоналдық сигнал шығысының принципі үшфазалы шығыстармен сәйкес. Бір синусоидалық сигнал генераторын өткізіп, қалған екі синусоидалық сигнал генераторына PDI терминалдарына сәйкес екі ортогоналдық тіктөртбұрышты сигналдар қолданылады. Олармен шығатын екі синусоидалық сигнал екіфазалы ортогоналдық AC сигналдар болады. Бұл тіктөртбұрышты сыртқы синхронизация сигналы программаланатын PLD арқылы жүзеге асырылады. Үшфазалы энергиялық таңбасы бар тіктөртбұрышты сигналды алты реттік (сурет 2) айырмашылықтарға бөледі.

Реттік айырмашылықтардың аралығы 3.3 мс (50 Гц, периоды 20 мс). Алты шығыс реттіктері әрқайсысы 3.3 мс уақытқа созылып, оң реттікте шексіздік ретінде циклденсе, үшфазалы энергиялық таңбасы бар тіктөртбұрышты сигнал шығады. Сол сияқты, екіфазалы ортогоналдық сигналды S₇, S₈, S₉, S₁₀ төрт реттікке бөледі. Реттіктердің аралығы 5 мс. Төрт шығыс реттіктері әрқайсысы 5 мс уақытқа созылып, оң реттікте шексіздік ретінде циклденсе, үшфазалы энергиялық таңбасы бар тіктөртбұрышты сигнал шығады.

MAX038 фазалық синхронизация контроль схемасы P16R6 программаланатын чиптің 16#, 14# және 13# пінділерінен Q₂, Q₀, Q₁ сигналдарын (P16R6 деректерін қараңыз) үш MAX038-ге сыртқы синхронизация сигналы PDI терминалдарына шығарады. Пінді 13# шығысында AND ворота қосылады, Q₃ сигналымен басқарылады. Программаны редактире отырып, Q₀, Q₁, Q₂, Q₃ белгілі шарттарға (таблица 2) сәйкес болуымен, үшфазалы және екіфазалы ортогоналдық тіктөртбұрышты сыртқы синхронизация сигналдарын жасауға болады.

1.3 Энергиялық кеңейтудің қолданылу принципі

Бірфазалы кеңейтетін схема Bridge-Tied Load (BTL) структурасында жасалған. Жүк екі жағы кеңейтетін схеманың шығыс терминалдарына қосылады. Бір кеңейтетін схеманың шығысы екіншісінің зеркалық шығысы болады. Яғни, жүк екі жағына қосылған сигналдар ғана 180° фазалық айырмашылықты қабылдайды. Жүктегі алынатын напряжение бастапқы бір жақты шығыс напряжениенің екі есеуі болады (сурет 3), бірфазалы шығыс 100 В-ден төмен болмауы талап етіледі.

2 Тестердің энергиялық жабдығының аппараттық құрылымын нақтылау
2.1 Шығыс сигналдың деформациясын басқару

Дежуртты басқару: MAX038-дегі DADJ терминалына -2.3В до +2.3В аралығындағы напряжение басқару сигналы қолданылады, Cf конденсаторының зарядтау және тазарту уақытын басқарады. Осциллятормен шығаратын үшбұрышты сигналды 10% до 90% аралығында басқарады, соңында деформациялы синусоидалық, пирамидалық және импульс сигналдар жасалады. DADJ терминалына 250 мкА тұрақты ағым ағып өтеді, сондықтан осы терминал мен REF референция энергиялық терминалы арасына Rd сопротивления қосылады. Онда: V_dadj = V_ref - 0.25R_d; Rd мәнін басқарай отырып, үшбұрышты және пирамидалық сигналдардың дежуртты басқаруын өзгертуге болады, бірақ Rd 20 кОмнан артық болмауы керек.

2.2 Шығыс сигналдың таңбасын басқару

MAX038 шығыс таңбасы Cf осцилляторлық конденсаторы, IIN ағымы және FADJ напряжениесы арқылы басқарылады. Cf тұрақты болса, IIN піндісін басқарай отырып, таңбаны жұлдыздық басқаруға болады. Цифрлік басқару үшін IIN және FADJ-ге DAC-лер қосылады. Бұлар кішкентай напряжение жасайды, оларды 0-748 мкА ағымға (түймелік желіден 2 мкА қосылатын) 2-750 мкА IIN ағымына айналдыратын. DAC бұл диапазонды 256 деңгейге бөледі, IIN ағымы арқылы деңгейлік басқару және DAC арқылы жұлдыздық басқаруға болады.

2.3 Энергиялық кеңейтетін схеманың напряжение шығысын басқару

Үш бірфазалы басқару трансформатор схемасы бір уақытта сигналды басқару үшін үшфазалы трансформатор ретінде қызмет етеді (үшфазалы трансформаторды тура түрде қолдану кішкентай сигналдарға зор салып, олардың қызмет етуін төмендетеді). Трансформаторларды басқарады, 200 В до 80 В аралығында напряжение өзгертуге болады.

2.4 DC жұмыс схемасының напряжение өзгертуі

DC напряжение өзгерту және стабилизация схемасы жергілікті 220 В AC энергиясынан тұрақты DC энергиясын береді. 7805 және 7905 DC энергия модулдерін қолданып, +35 В және +5 В (трансформатордың дәлдік талаптарын қанағаттандыру үшін) шығыс береді.

3 Нәтиже

• Жасалған энергиялық жабдық таза функциялық, экономикалық және жоғары шығыс дәлдігінің өзінде, тестер құрылымдарының талаптарын толық қанағаттандырады.

• Модульдік дизайн құралын қысқартады, бір-бірімен байланысқан, бірақ әртүрлі схемалар. Таза функционалдық бөліну (синусоидалық сигнал жасау, фазалық басқару, энергиялық кеңейту, DC энергия) қолданушы талаптарына ұзақ уақыт бойы қолайлы өзгертулерді қолдануға мүмкіндік береді.

• Q₀-Q₃ басқару сигналдары MCU-мен сәйкес келеді және цифрлік басқаруға мүмкіндік береді. Модульдік дизайнымен бірге, құрылым үшфазалы, екіфазалы ортогоналдық, бір таңбалы синусоидалық сигналдар, және аралық фазалық талаптары бар тіктөртбұрышты/үшбұрышты сигналдарды шығарады, арнайы жұмыс талаптарын қанағаттандырады.