Kādas ir optiski izolētas mērīšanas tehnoloģijas priekšrocības un trūkumi?

Izmantojot savas izcilās elektriskās izolācijas un traucējumu noturības spējas, optiski izolētā mērīšanas tehnoloģija demonstrē ievērojamas priekšrocības sarežģītās augstsprieguma{0}}augstsprieguma un{1}}augstfrekvences vidēs; tomēr tas saskaras arī ar ierobežojumiem, piemēram, augstām izmaksām un lieliem fiziskajiem izmēriem.

I. Galvenās tehniskās priekšrocības

1. Ultra-Augsts kopējā režīma noraidīšanas koeficients (CMRR)

Optiski izolētas zondes var sasniegt CMRR -160 dB zemo-frekvenču diapazonā un joprojām uzturēt līmeni virs -100 dB augstā frekvencē 1 GHz, kas ievērojami pārsniedz tradicionālo diferenciālo zondu līmeni (kas parasti sasniedz tikai -26 dB pie 100 MHz).

Tie spēj precīzi uztvert milivoltu-līmeņa diferenciālos signālus vidēs, kas pakļautas ±6 kV kopējā režīma spriegumiem, padarot tos īpaši piemērotus pārslēgšanas pāreju mērīšanai trešās-paaudzes pusvadītājos (piemēram, SiC un GaN).

2. Augsts izolācijas spriegums uzlabotai drošībai

Pamatojoties uz elektriskās izolācijas principu, izmantojot optisko šķiedru, šī tehnoloģija var sasniegt izolācijas spriegumu, kas pārsniedz 60 kV, tādējādi pilnībā pārtraucot elektrisko savienojumu starp pārbaudāmo ķēdi un mērīšanas iekārtu.

Tas efektīvi novērš osciloskopa augstsprieguma{0}}sabrukumu un aizsargā apkalpojošo personālu, padarot to ideāli piemērotu augsta-riska testēšanas scenārijiem, kas ietver jaunu enerģijas transportlīdzekļu motoru kontrolierus, fotoelektriskos invertorus un līdzīgas sistēmas.

3. Augsta signāla integritāte un minimāli ielādes efekti

Ar ieejas pretestību, kas sasniedz pat 10 MΩ || 1 pF, slodzes efekts uz pārbaudāmo ķēdi paliek zem 0,1%, tādējādi izvairoties no signāla kropļojumiem, ko parasti izraisa svina induktivitāte, kas atrodama tradicionālajās zondēs.

Pieauguma laiki var būt pat 700 ps, ​​kas ļauj precīzi reproducēt sprieguma maiņas ātrumu (dV/dt) līdz 100 V/ns GaN ierīcēs un nodrošina uzticamas viļņu formas pārslēgšanas zudumu aprēķināšanai.

4. Spēcīga imunitāte pret elektromagnētiskiem traucējumiem (EMI)

Optiskās šķiedras pārraides ceļš ir brīvs no elektromagnētiskā savienojuma; līdz ar to to neietekmē spēcīga elektromagnētiskā vide (piemēram, tā, kas atrodas sakaru bāzes staciju vai CNC darbgaldu tuvumā), tādējādi nodrošinot signāla tīrību.

Tas padara tehnoloģiju īpaši piemērotu mērījumiem, kas ietver peldošās{0}}zemes ķēdes un vairākus potenciālos punktus, tādējādi novēršot nepieciešamību pēc kopēja zemējuma savienojuma.

II. Primārās lietojumprogrammas ierobežojumi

1. Ierobežots joslas platums un reakcijas ātrums

Lāzerdiožu modulācijas ātruma un fotodiožu reakcijas laika ierobežojumu dēļ galveno modeļu joslas platums parasti ir ierobežots līdz 1 GHz-diapazonam, kas ir zemāks nekā augstākās-līmeņa pasīvās zondes (kas var sasniegt 6 GHz). Ultra-augstas-frekvences signālu mērījumos (piemēram, 5G RF jaudas pastiprinātājos) var rasties frekvences reakcijas pavājināšanās, izraisot signāla kropļojumus.

2. Liels enerģijas patēriņš un liels fiziskais izmērs

Priekšējam-modulim ir nepieciešams neatkarīgs barošanas avots (bateriju vai lāzera-balstīts). Pateicoties siltuma pārvaldības konstrukcijai, tās fiziskais tilpums ir 3 līdz 5 reizes lielāks nekā tradicionālajām zondēm, kuru svars pārsniedz 500 g.

Darbība ir ierobežota, pārbaudot blīvi apdzīvotus PCB; ilgstoša rokas lietošana izraisa nogurumu, tādēļ ir nepieciešams izmantot atbalsta statīvu.

3. Augstas izmaksas un sarežģīta apkope

Ražošanas izmaksas, kas sastāv no lāzera draivera, augstas-precizitātes optoelektroniskās konversijas moduļa un temperatūras kontroles sistēmas, ir 3–5 reizes lielākas nekā salīdzināmām diferenciālām zondēm.

Sākuma-līmeņa modeļu cena ir lielāka par 10 000 RMB, savukārt augstākās klases-modeļu cena sasniedz simtiem tūkstošu RMB. Turklāt ir nepieciešama periodiska pastiprinājuma un linearitātes kalibrēšana, kā rezultātā ilgtermiņā ir augstas{5}}darbības izmaksas.

4. Stingras lietošanas un apkopes prasības

Optiskās šķiedras lieces rādiusam ir jābūt lielākam par 30 mm (dažiem modeļiem ir nepieciešams lielāks par 10 cm vai vienāds ar to); pārmērīga locīšana izraisīs optiskā signāla vājināšanos.

Pirms mērīšanas ir jānovērtē sprieguma diapazons un jāizvēlas atbilstošs vājinātājs; atkārtota kalibrēšana ir nepieciešama, ja apkārtējās vides temperatūra svārstās par vairāk nekā 5 grādiem.

III. Piemērojamo scenāriju kopsavilkums

Trend Outlook: jaunās paaudzes optiski izolēto zondu joslas platums tagad ir pārsniedzis 2 GHz. Integrējot AI-vadītu signālu apstrādi un malu skaitļošanu, šīs zondes attīstās uz augstāku integrācijas un inteliģences līmeni.