Des écrans tactiles modernes, capacitifs, comme par exemple ceux utilisés sur les téléphones mobiles sont susceptibles d'être exposés au bruit de mode commun par le biais de l'alimentation externe commune (EPS).
Des écrans tactiles modernes, capacitifs, comme par exemple ceux utilisés sur les téléphones mobiles sont susceptibles d'être exposés au bruit de mode commun par le biais de l'alimentation externe commune (EPS). Un écran tactile capacitif fonctionne en mesurant la capacité électrique présente au bout du doigt humain par rapport à une masse de référence. Si le dispositif tactile est connecté à une alimentation externe commune (EPS), le mode commun a une influence sur la masse de référence, qui peut alors appliquer une distorsion significative à la capacité mesurée. Cette alimentation externe commune est intégrée efficacement dans la boucle de tension dédiée à la mesure de capacité. La mesure et la caractérisation de l'alimentation externe commune en respectant les normes décrites, comme par exemple, dans le guide d'application des exigences de l'alimentation externe commune (EPS) ou dans l'IEC 62684, garantissent un fonctionnement parfait des appareils portables dotés d'écrans tactiles capacitifs.
Pour la configuration du test, l'alimentation externe commune est reliée au secteur avec une tension de 90 V à 264 V (L). Le bruit de mode commun présent entre le port n et la protection de mise à la terre (PE) est mesurée (voir Fig. 1). La trace est périodique par rapport à la fréquence de ligne, mais coupée, avec une magnitude estimée de 200 V (Vcc). Le signal de la ligne domine les impulsions causées par l'alimentation externe commune, mais il n'affecte pas le fonctionnement de l'écran tactile. Les problèmes sont causés par les impulsions. Le zoom (Fig. 1) de la tension mesurée V(n, PE) représente le bruit de mode commun (CMN) causé par l'alimentation en mode commuté (SMPS), sous la forme d'une séquence d'impulsions recouverte par le signal de la ligne. Il montre également un bruit important relatif à une résolution trop insuffisante. L'amplitude relative de l'impulsion SMPS est mesurée comme étant la différence entre les curseurs (ΔV = –5.4 V). La tâche consiste à mesurer le signal d'impulsion dans le pire des cas. Mais puisqu'il y a des centaines d'impulsions par période sur la ligne, la fenêtre de zoom devra être ajustée manuellement au fur et à mesure, afin de pouvoir mesurer chaque impulsion. Les mesures automatisées ne sont pas disponibles dans ce cas précis. Deux choses sont nécessaires pour réussir rapidement la mesure :
Fig. 2: Configuration du test pour mesurer le bruit de mode commun d'une alimentation externe commune
Un oscilloscope R&S®RTE1000 ou R&S®RTM3000 répond à ces besoins, lorsqu'il est combiné avec un filtre passe-haut externe (fC = 1 kHz; (330 pF/1 MΩ) || (330 pF/1 MΩ [impédance d'entrée de l'oscilloscope])) et une charge (RL et 10 kΩ), conformément au guide d'application des exigences de l'alimentation externe commune EPS (Fig. 2). Le filtre supprime la composante relative au signal de la ligne (voir Fig. 3 trace du haut). La résolution est améliorée en utilisant une échelle verticale optimale de 1,25 V/div afin d'afficher le signal CMN (bruit de mode commun. Le déclencheur de ligne garantit un affichage stable de la trace. Pour capturer une période de la ligne avec moins de 20 Méchantillons, un sous-échantillonnage est appliqué. Cela permet également l'utilisation du mode haute résolution (HiRes) et ensuite d'améliorer la résolution.
La fonction de recherche des oscilloscopes R&S®RTE1000 et R&S®RTM3000 facilite l'évaluation du bruit de mode commun. Pour trouver le cas le pire, la recherche sur largeur d'impulsion est utilisée, avec une largeur de 1,5 μs ±0,3 μs (avec la mesure par curseurs en Fig. 1) et un niveau de 2 V (comme indiqué dans le guide d'application des exigences de l'alimentation externe commune EPS). L'oscilloscope affiche toutes les impulsions SMPS qui dépassent le niveau spécifié. La Fig. 3 illustre les résultats sous forme d'une liste d'impulsions relatives au bruit de mode commun. Le zoom affiché correspond à la trace de l'impulsion sélectionnée dans la liste. En utilisant les flèches haut / bas, l'utilisateur peut naviguer à travers toutes les impulsions listées et repérer la pire.
Les impulsions positives et négatives présentes dans la liste peuvent être analysées avec une mesure par curseurs ou automatisée. Sur la Fig. 3, la fenêtre des mesures automatisées indique l'analyse de l'impulsion sélectionnée (niveau bas : –3,71 V; durée de l'impulsion négative : 1,66 μs) et correspond à la mesure effectuée par curseurs. Les deux résultats de mesure sont entourés en rouge (voir Fig. 3 sur le côté droit). Vous remarquerez que la mesure verticale "low" moyenne la sur-oscillation de l'impulsion. La sur-oscillation est observée au début, mais avec des durées inférieures à 250 ns, elle n'influence pas la mesure, comme l'impose le guide d'application des exigences de l'alimentation externe commune EPS.
Fig. 3 : signal filtré du bruit de mode commun (CMN)
Les oscilloscopes R&S®RTE1000 et R&S®RTM3000 disposent des bons outils pour analyser rapidement le bruit de mode commun d'une alimentation externe commune EPS. Avec un filtre passe-haut externe et une charge conforme à la norme, les R&S®RTE1000 et R&S®RTM3000 peuvent analyser une large gamme d'impulsions SMPS, afin de vérifier la conformité. Ici, l'exemple proposé indique une impulsion négative. Des impulsions positives peuvent être analysées de la même manière.
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