تصور کنید که وارد یک آزمایشگاه الکترونیک شده اید که پر از صفحه های مداری و سیم های پرکننده است، هوا با بوی جوش آمیخته شده است.پشت این هرج و مرج ظاهری، سلاح های مخفی مهندسان برای حل مشکلات پیچیده، این ابزارهای دقیق درخشان با رابط های مختلف قرار دارد. چه شما در حال عیب یابی دستگاه های محاسباتی لبه ای باشید یا بهینه سازی کنترل کننده های موتور سه فاز باشید، ابزارهای خاصی ضروری هستند. چه تجهیزات لیاقت عنوان "آلهای آزمایشگاهی ضروری" را دارند؟بیایید پنج ابزار ضروری در میز کار هر مهندس الکترونیک را بررسی کنیم.
منبع برق به عنوان قلب همه دستگاه های الکترونیکی عمل می کند و منابع برق تنظیم شده پایه طراحی مدار، عیب یابی و آزمایش را تشکیل می دهند.این واحد ها نه تنها قدرت پایدار را فراهم می کنند بلکه مدارهای حساس را از آسیب محافظت می کننداهمیت آن ها از چند جهت نشان داده می شود:
- حفاظت از راه اندازی:در طول قدرت اولیه، ویژگی های محافظت از جریان و ولتاژ به عنوان موانع ایمنی عمل می کنند و از نقص های احتمالی جلوگیری می کنند که می تواند به قطعات گران قیمت آسیب برساند.
- رفع مشکل:ثبت داده ها و توابع بار الکترونیکی به مهندسان کمک می کند تا به سرعت مشکلات مربوط به برق مانند مصرف غیرطبیعی یا نوسانات ولتاژ را شناسایی و حل کنند.
- تست خودکار:رابط های برنامه نویسی از راه دور امکان تأیید خودکار را در مراحل آزمایش نهایی و تولید فراهم می کند و به طور قابل توجهی کارایی را بهبود می بخشد.
بازار دو نوع اصلی از منابع برق را با روش های تنظیم اساسا متفاوت ارائه می دهد:
- منبع برق خطی:این دستگاه ها به دلیل صدای بسیار کم شناخته شده اند و برای کاربردهایی که نیاز به انرژی پاک دارند ایده آل هستند.
- منبع برق متناوب:در حالی که کمی بیشتر از صدای موج تولید می کنند، این ها دارای اندازه های جمع و جور و وزن سبک تری هستند. مدل های سوئیچ مدرن تعادل عالی بین قدرت خروجی، وزن و هزینه را به دست می آورند.
در هنگام انتخاب یک منبع تغذیه، حداکثر قدرت خروجی را در نظر بگیرید. برای واحدهای چند کانال، قدرت کل به طور معمول برابر با مجموع کانال های فردی است. ویژگی های پیشرفته در واحدهای مدرن شامل:
- جبران ولتاژ:حسگر از راه دور، افت ولتاژ در خطوط برق را جبران می کند.
- ثبت اطلاعات:ثبت سریع اندازه گیری ولتاژ/برقی برای تجزیه و تحلیل
- شبیه سازی بار الکترونیکی:برای آزمایش ویژگی های شارژ/افزایش باتری در توسعه اینترنت اشیا ضروری است.
مولتی متر دیجیتال (DMM) ، یا ولت-اوم-متر (VOM) ، پارامترهای مختلف الکتریکی از جمله ولتاژ AC / DC، جریان، مقاومت، ولتاژ دیود و ظرفیت را اندازه گیری می کند.DMM ها فقط می توانند یک نوع اندازه گیری را در یک زمان انجام دهند.
مشخصات کلیدی شامل دقت و دقت می باشد، که اولین آن نشان دهنده وضوح اندازه گیری است، و آخرین آن نشان دهنده انحراف از مقادیر واقعی است.برخی از منابع برق با کیفیت بالا، قابلیت DMM با دقت بالا را در خود جای داده اند، ترکیب تحویل قدرت با قابلیت های اندازه گیری.
اسیلوسکوپ ها شکل موج ولتاژ را در طول زمان به چشم می اندازند، به مهندسان اجازه می دهد تا ویژگی هایی مانند دامنه، فرکانس و فاز را مشاهده کنند.سُند های تخصصی توانایی های اندازه گیری خود را گسترش می دهند.
اسیلوسکوپ های دیجیتال مدرن، با استفاده از فن آوری تحریک دیجیتال و ADC، می توانند تجزیه و تحلیل های پیچیده ای از جمله اندازه گیری پیک به پیک، RMS و چند پارامتر انجام دهند.بسیاری از مدل ها دارای 4+ کانال برای دریافت همزمان سیگنال هستند.
ژنراتورهای شکل موج خودسرانه (AWGs) ، که اغلب در اسیلوسکوپ ها ادغام می شوند، می توانند ژنراتورهای تابع مستقل را جایگزین کنند.واحدهای ترکیب شده می توانند اندازه گیری های پیشرفته مانند نمودار Bode و تجزیه و تحلیل FFT شتاب دهنده سخت افزار را انجام دهند که با تحلیلگرهای طیف اختصاصی رقابت می کنند.
این ابزارها اجزای فرکانس سیگنال را اندازه گیری می کنند و دامنه نسبت به فرکانس را نشان می دهند.در حالی که دیدگاه های طیف نشان می دهد استفاده از فرکانس مبتنی بر زمان.
تحلیلگرهای طیف تنظیم شده، بر اساس گیرنده های فوق هیترودین، طیف فرکانسی گسترده ای را با حساسیت عالی و سطوح کم سر و صدا ارائه می دهند.آنها اندازه گیری خودکار از جمله قدرت کانال را انجام می دهند.، پهنای باند اشغال شده، تحریف هارمونیک، و محصولات بین سازگاری.
برخی از مدل ها شامل ژنراتورهای ردیابی می شوند که سیگنال های خروجی را مطابق با فرکانس سوئیپ آنالیزور، مفید برای اندازه گیری توابع انتقال دستگاه یا ویژگی های مخلوط کننده است.
علاوه بر ابزارهای اصلی، ابزارهای تخصصی به نیازهای خاص پاسخ می دهند:
- اندازه گيري LCR:اندازه گیری حثیت، ظرفیت و مقاومت در شرایط مختلف.
- تحلیلگرهای شبکه بردار (VNA):مشخصات پارامترهای S از اجزای مانند کابل ها و تقویت کننده ها.
- شبکه های استقرار انسداد خط (LISN):آزمایش EMC را با اتصال دستگاه ها به قدرت AC در هنگام اندازه گیری انتشارات هدایت شده تسهیل کنید.
- تحلیلگر قدرت:اندازه گیری مصرف بار AC / DC، تجزیه و تحلیل هارمونیک و رفتار سوئیچ.
این ابزارها در شکل های مختلف موجود می باشند.مانند پهنای باند لازم برای اسیلوسکوپ ها یا محدوده فرکانس برای تحلیلگرهای طیف.
در حالی که پیکربندی آزمایشگاه متفاوت است، اصول اساسی خاصی اعمال می شود:
- ابزارهای اصلی شامل منابع برق، مولتی مترها، اسیلوسکوپ ها و تحلیلگرهای طیف هستند.
- ابزارهای تخصصی بر اساس تمرکز بر روی برنامه، این موارد را تکمیل می کنند.
- تمام تجهیزات در فاکتورهای مختلف شکل و سطح عملکرد وجود دارد.
درک این ابزارهای ضروری به مهندسان کمک می کند تا آزمایشگاه های کارآمد و مجهز به نیازهای خاص خود را ایجاد کنند.