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R&S®Essentials | Fondamentaux des alimentations

Compréhension de la mesure à distance

Auteur : Paul Denisowski, Expert test & mesure

Ce qui suit expliquera comment la mesure à distance est utilisée avec les alimentations DC de banc.

Qu'est ce que la mesure à distance dans les alimentations ?

Les utilisateurs d'alimentations de banc saisissent souvent la tension qu'ils veulent présente à la charge. Cependant, les câbles de l'alimentation réduisent la tension observée par la charge car les cordons ont une résistance non nulle. Cette résistance augmente lorsque les cordons deviennent plus longs et/ou fins. Dans de nombreux cas, la résistance du cordon et la chute de tension résultante peuvent être ignorées en toute sécurité, mais cette baisse de la tension peut devenir significative lorsque l'on travaille avec des résistances de charge plus petites ou des courants plus élevés.

Les alimentations proposant la mesure à distance, également connus comme la mesure quatre fils, sont capables de compenser ces chutes de tension.Pour obtenir cela, la tension actuellement présente au niveau du DUT est mesurée en utilisant une paire de lignes "sense" en plus des lignes initiales. La valeur mesurée est utilisée pour réguler la tension de sortie de l'alimentation afin que la tension souhaitée soit présente à l'entrée du DUT. Selon le modèle, les alimentations Rohde & Schwarz fournissent la mesure à distance pour chaque voie de sortie.

Panneau arrière d'une R&S®HMP4040 avec les connexions des lignes initiales et des lignes "sense".

La solution la plus commune pour ce problème est de permettre à l'alimentation de mesurer la tension de sortie au niveau de la charge plutôt qu'au niveau des bornes de sortie. Cette méthodologie est appelée “remote sense”.

Comment fonctionne la mesure à distance ?

Dans la mesure à distance, un ensemble de cordons "sense" supplémentaire sont utilisés pour mesurer la tension aussi près que possible de la charge. Ces cordons sont connectés à une très haute impédance dans l'alimentation, signifiant que (presque) aucun courant ne circule et par conséquent (presque) aucune chute de tension dans ces câbles "sense". En utilisant la tension mesurée à distance, l'alimentation peut alors ajuster sa sortie pour obtenir la tension souhaitée à la charge.

Dans l'exemple ci-dessous, la chute de 0,3V a été corrigée par l'alimentation en augmentant la tension de sortie à 5,3V.

Mesures intégrées

Les alimentations DC Rohde & Schwarz proposent une gamme de mesures intégrées qui peuvent dans de nombreuses applications remplacer des instruments additionnels tels qu'un oscilloscope externeou un multimètre pour mesurer par exemple la puissance instantanée. Puis-qu’aucune charge supplémentaire n'est connectée à l'alimentation, aucune tension de charge supplémentaire n'a besoin d'être prise en compte – un avantage majeur proposé par les mesures intégrées. De plus, elles sont très pratiques et simplifient la configuration.

Générateurs de signaux vectorielsfournissent d'autres fonctions telles que les statistiques, incluant les valeurs min./max. et moyenne pour la puissance, la tension et le courant ainsi qu'un compteur d'énergie.

Les alimentations haute précision telles que les R&S®NGL200, R&S®NGM200et R&S®NGU proposent des mesures avec une résolution de 6½ chiffres. Si en plus une alimentation dispose d'un CAN haute vitesse, comme les R&S®NGM200 et R&S®NGU, même les transitoires rapides peuvent être détectées et mesurées.

Les valeurs mesurées peuvent être enregistrées en fonction du temps en utilisant les fonctions d'enregistrement. Certaines alimentations dotées d'un large affichage proposent également des fonctions d'analyse graphique.

Les fonctionnalités d'un voltmètre numérique

Certaines alimentations peuvent être équipées d'un voltmètre numérique intégré (DVM) optionnel, qui étend encore un peu plus les capacités de mesure intégrées des instruments. Le DVM permet la mesure de la tension à n'importe quel point dans le circuit du DUT. Cela rend un multimètre supplémentaire superflu.

L'option DVM est disponible pour tous les modèles R&S®NGM200 et le R&S®NGU201.

Il s'agit d'un processus automatique / dynamique. Une fois les cordons "sense" connectés et la mesure à distance activée, l'alimentation ajustera automatiquement et en continu la tension de sortie selon le besoin.

Enregistrement

Alors que les résultats de mesure fournissent une vue d'ensemble rapide de la tension, du courant et de la puissance actuels sur le DUT, il est dans de nombreuses applications souhaitable de surveiller et visualiser les variations de ces valeurs, à savoir le comportement du DUT, sur de longues périodes de temps, ou avec une résolution temporelle élevée, ou les deux.

Enregistrement standard et enregistrement rapide

La plupart des alimentations Rohde & Schwarz proposent une fonctionnalité d'enregistrement standard, et certaines même une fonctionnalité d'enregistrement rapide. L'enregistrement standard collecte les données de mesure de toutes les voies actives d'une alimentation simultanément et les stocke sur un fichier commun. Les réglages pour l'enregistrement standard sont par conséquent dans le menu de l'alimentation DC.

Les alimentations R&S®NGM200et R&S®NGUproposent en plus l'enregistrement rapide. L'enregistrement rapide (FastLog) avec un taux d'échantillonnage de 500 kéchantillons/s permet la capture des valeurs de tension et de courant en fonction du temps de la même manière qu'un oscilloscope. Il peut aider à analyser la consommation d'énergie de différents blocs fonctionnels d'un DUT et détecter des défauts dans le circuit du DUT.

L'enregistrement rapide collecte les données de mesure des voies individuelles d'une alimentation et les stocke dans des fichiers séparés. Les réglages pour l'enregistrement rapide sont par conséquent trouvés dans les menus des réglages des voies. En enregistrant les valeurs du courant circulant dans des capteurs analogiques tels que des photocellules et des thermistances, des données environnementales comme l'éclairement et la température peuvent être déterminées.

Conclusion

  • La résistance d'un cordon peut réduire la tension observée au niveau de la charge.
  • Dans de nombreux cas cela peut être ignoré, mais elle peut être significative pour de faibles résistances de charge ou des courants élevés.
  • La mesure à distance utilise une paire supplémentaire de cordons pour mesurer la tension directement à la charge.
  • En se basant sur la lecture de la mesure à distance, l'alimentation peut augmenter la tension pour compenser la chute de tension dans les cordons d'alimentation.
  • Ce processus est typiquement à la fois automatique et dynamique et ne nécessite aucune intervention supplémentaire de l'utilisateur une fois configuré.

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