เครื่องมือและการวัด

บันทึกช่วงเปิดเอาต์พุตก่อนสรุปว่าแหล่งจ่ายนิ่ง

กำหนดจุดเริ่ม เวลาไต่ระดับ ยอดเกิน และเวลาเข้าช่วงนิ่งจากรูปคลื่นเดียวกัน โดยแยกคำสั่งเปิดออกจากแรงดันที่ถึงโหลด

การอ่านแรงดันหลังเปิดเอาต์พุตหลายวินาทีบอกได้เพียงสภาวะปลายทาง แต่โหลดอาจตอบสนองต่อยอดเกิน แรงดันสะดุด หรือการไต่ระดับที่เกิดก่อนหน้านั้น ถ้าต้องวิเคราะห์การเริ่มทำงาน ควรเก็บรูปคลื่นตั้งแต่ก่อนสั่งเปิดพร้อมเงื่อนไขเริ่มต้นที่ควบคุมได้ บทนี้ใช้ชุดทดลองแรงดันต่ำสมมติ เพื่ออธิบายว่าค่าหลายชนิดในช่วงเปิดเอาต์พุตมีความหมายต่างกัน ไม่ได้นำผลไปตัดสินแหล่งจ่ายหรือกล่องจริงรุ่นใด

กำหนดจุดเวลาให้ชัดก่อนจับรูป

คำสั่งเปิดเอาต์พุตกับเวลาที่แรงดันเริ่มขึ้นไม่จำเป็นต้องเป็นเวลาเดียวกัน อาจมีการประมวลผลคำสั่ง รีเลย์ หรือขั้นตอนเริ่มจ่ายในเครื่อง หากใช้แรงดันข้ามระดับหนึ่งเป็นทริกเกอร์ จะอ้างอิงเวลาได้จากการข้ามนั้น แต่จะไม่เห็นความล่าช้าระหว่างคำสั่งกับแรงดันโดยตรง เว้นแต่เก็บสัญญาณคำสั่งหรือเครื่องหมายเวลาที่สัมพันธ์กันเพิ่ม การเขียนว่าเปิดแล้วช้าโดยไม่บอกจุดอ้างอิงจึงคลุมเครือ

ตั้งการบันทึกแบบเหตุการณ์เดียวและให้มีข้อมูลก่อนทริกเกอร์พอเห็นแรงดันตั้งต้น ตรวจว่าโหลดมีประจุค้างหรือแรงดันจากทางอื่นหรือไม่ เพราะรอบแรกจากศูนย์กับรอบถัดไปที่ประจุยังค้างเป็นคนละภาวะ ควรกำหนดวิธีคืนสถานะเริ่มต้นตามข้อมูลของชุดทดลองและตรวจค่าจริงก่อนแต่ละรอบ ไม่ใช้เวลารอสั้นเท่ากันเป็นหลักฐานว่าประจุหมดเท่ากันเสมอ

ภาพอธิบาย 1สามตัวชี้วัดช่วงเปิด
  1. ก่อนเปิด

    ตรวจแรงดันตั้งต้นและทริกเกอร์

  2. ไต่ระดับ

    วัดช่วง 10% ถึง 90%

  3. ยอดเกิน

    เทียบยอดกับแรงดันอ้างอิง

  4. เข้าช่วงนิ่ง

    ต้องอยู่ในแถบตลอดหน้าต่างที่ระบุ

นิยามเวลาและแถบยอมรับก่อนเก็บข้อมูล

ตัวอย่างสมมติของสามค่าที่ไม่ควรรวมกัน

สมมติเป้าหมายแรงดันปลายทาง 5.00 V รูปคลื่นที่จุดโหลดข้าม 0.50 V ที่เวลา 2.0 ms และข้าม 4.50 V ที่เวลา 8.0 ms เมื่ออ้างเวลาเดียวกัน เวลาไต่ระดับ 10% ถึง 90% จึงเป็น 8.0 − 2.0 = 6.0 ms ไม่ใช่ 8.0 ms เพราะต้องหักเวลาเริ่มช่วงที่นิยามไว้ การเปลี่ยนเกณฑ์เป็นช่วงศูนย์ถึงเต็มค่าจะให้ตัวเลขอีกแบบและไวต่อเสียงรบกวนใกล้ปลายช่วง

ต่อมาพบยอด 5.30 V จึงมีแรงดันเกินเป้าหมาย 0.30 V หรือ 0.30/5.00 × 100 = 6% ตั้งช่วงยอมรับสมมติสำหรับการเข้าสู่ภาวะนิ่งไว้ ±1% ของ 5.00 V หรือ 4.95 ถึง 5.05 V ถ้ารูปเข้าช่วงนี้ครั้งแรกที่ 10 ms แต่หลุดออกอีก แล้วตั้งแต่ 14 ms เป็นต้นไปอยู่ในช่วงตลอดหน้าต่างตรวจถึง 30 ms ให้รายงานเวลาเข้าช่วงนิ่ง 14 ms ภายในหน้าต่างที่ตรวจ ไม่เลือก 10 ms เพียงเพราะผ่านเส้นครั้งแรก

ข้อมูลทั้งสามค่าตอบต่างคำถาม เวลาไต่ระดับบอกความเร็วช่วงขาขึ้น ยอดเกินบอกขนาดสูงสุดที่ตรวจพบ และเวลาเข้าช่วงนิ่งบอกการฟื้นตัวตามแถบที่ตั้ง ตัวอย่างนี้ไม่ได้บอกว่า 6% หรือ 14 ms ผ่านหรือไม่ผ่านผลิตภัณฑ์ใด ต้องเทียบข้อกำหนดที่ตรงวิธีวัด หากหน้าต่างบันทึกจบที่ 15 ms จะยังมีหลักฐานหลังเข้าแถบเพียง 1 ms จึงไม่ควรเขียนว่าแรงดันนิ่งตลอดไป

จัดระบบวัดให้เห็นแรงดันที่โหลดได้รับ

วัดคร่อมขั้วโหลดจริงด้วยหัววัดที่เหมาะกับแรงดันและการต่อกราวด์ ไม่เอาค่าขั้วแหล่งจ่ายแทนโดยไม่ประเมินสาย ช่วงเปิดอาจมีแรงดันตกสายจากกระแสชาร์จ ทำให้รูปที่ขั้วเครื่องและโหลดต่างกันได้ การวัดกระแสพร้อมกันช่วยดูว่าแรงดันไต่ช้าเพราะการจำกัดกระแสหรือเพราะลักษณะการเพิ่มแรงดันของเครื่อง แต่ต้องตรวจความไวและศูนย์หัววัดก่อนจับคู่เวลา

ตรวจช่วงแนวตั้งให้เผื่อยอดเกิน และเลือกช่วงห่างข้อมูลให้ละเอียดพอสำหรับยอดสั้นที่สนใจ หากตั้งช่วงพอดีกับ 5 V แล้วเกิดยอดเกินจนตัดข้อมูล จะไม่สามารถวัดเปอร์เซ็นต์ยอดได้ การใช้ค่าเฉลี่ยหลายการเปิดอาจลดเสียงรบกวนแต่ซ่อนยอดที่เกิดไม่พร้อมกันหรือความแปรปรวนระหว่างรอบ จึงควรเก็บรูปแต่ละรอบไว้ก่อนสร้างเส้นเฉลี่ยเพื่อวิเคราะห์เสริม

ภาพอธิบาย 2ตัวอย่างเริ่มจ่าย 5 V
  1. ไต่ระดับ

    8.0 − 2.0 = 6.0 ms

  2. ยอดเกิน

    (5.30−5.00)/5.00 = 6%

  3. แถบนิ่ง

    4.95 ถึง 5.05 V

  4. อยู่ในแถบ

    ตั้งแต่ 14 ถึง 30 ms ที่บันทึก

ตัวเลขและแถบ ±1% เป็นสมมติ ไม่ใช่เกณฑ์ผลิตภัณฑ์

ทดสอบภาวะเริ่มต้นและรายงานอย่างมีขอบเขต

การเปิดเอาต์พุตขณะเครื่องทำงานอยู่ต่างจากการเปิดไฟเลี้ยงเครื่องทั้งตัว ควรระบุว่าทดสอบเหตุการณ์ใด รวมทั้งโหลดเริ่มต้น ค่าจำกัดกระแส โหมดสายตรวจ และความจุภายนอกที่ต่ออยู่ หากเปรียบเทียบสองครั้งโดยครั้งหนึ่งไม่มีโหลดแต่อีกครั้งมีโหลด จะยังแยกผลการตั้งค่าแหล่งจ่ายออกจากผลโหลดไม่ได้ ต้องคงเงื่อนไขหรือออกแบบชุดเปรียบเทียบใหม่

สำหรับตัวอย่างนี้บันทึกควรกล่าวว่าแรงดันที่โหลดมีเวลาไต่ 10–90% เท่ากับ 6.0 ms พบยอด 5.30 V และหลัง 14 ms อยู่ในแถบ 4.95–5.05 V จนจบที่ 30 ms พร้อมแนบรูปและการตั้งค่า ข้อความนี้แสดงขอบเขตที่ตรวจจริง ถ้าจะประเมินเหตุการณ์หายากต้องเพิ่มจำนวนรอบและเงื่อนไขที่เกี่ยวข้อง ไม่ถือว่ารูปสวยหนึ่งครั้งรับรองทุกครั้งของการเริ่มจ่าย

อีกจุดที่ควรจดคือการเลือกค่าอ้างอิงปลายทาง หากปลายจริงเฉลี่ยได้ 4.98 V แต่ใช้ค่าตั้ง 5.00 V เป็นฐานคำนวณ ต้องระบุไว้ เพราะทั้งระดับ 10–90% และเปอร์เซ็นต์ยอดอาจเปลี่ยนตามนิยาม การตั้งนิยามก่อนเห็นรูปช่วยไม่ให้เลือกฐานที่ทำให้ตัวเลขดูดีที่สุดภายหลัง

แหล่งอ้างอิงและอ่านเพิ่มเติม

เรียบเรียงคำอธิบายและตัวอย่างขึ้นใหม่จากหลักการในแหล่งข้อมูลต่อไปนี้

  1. Understanding Linear Power Supply Specifications · Tektronix
  2. Oscilloscope Systems and Controls: Functions & Triggering Explained · Tektronix

อ่านต่อเรื่องใกล้กัน

ถามเรื่องหนังสือ ตะกร้า