測(cè)量精度是所有測(cè)試系統(tǒng)的基本規(guī)格。精度規(guī)格是系統(tǒng)中所有設(shè)備和系統(tǒng)整體布局的綜合考量，包括布線選擇和配置。確定測(cè)試系統(tǒng)精度必須包括測(cè)試系統(tǒng)中所有可編程直流電源的精度。那么，是什么定義可編程直流電源的精度呢？接下來我們將從以下三方面介紹影響可編程直流電源精度的設(shè)備參數(shù)和布線配置。 

• 涉及精度的相關(guān)術(shù)語(yǔ) 

• 遠(yuǎn)程感測(cè) 

• 電源和負(fù)載的布線 

可編程直流電源的精度規(guī)格和術(shù)語(yǔ) 

讓我們首先看看設(shè)備的其他規(guī)格，這將有助于更好的理解電源的輸出精度。 

• 顯示精度 - 此規(guī)格通常是設(shè)備精度的主要貢獻(xiàn)者。這個(gè)參數(shù)基本上是電源輸出和反饋路徑中所有組件的誤差預(yù)算。顯示精度表示為滿量程電壓的百分比數(shù)值或輸出電壓設(shè)置的百分比數(shù)值。 

• 負(fù)載調(diào)節(jié)-負(fù)載調(diào)節(jié)定義了隨著負(fù)載電阻的減小，需要更多電流來維持固定電壓值時(shí)，輸出電壓的下降。更高的電流輸出會(huì)增加電源電路輸出路徑上的電壓下降。負(fù)載調(diào)整率表示為滿量程電壓或程控輸出電壓的函數(shù)。 

• 穩(wěn)定性 -在對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔內(nèi)的漂移決定了穩(wěn)定性。該時(shí)間間隔可以是一個(gè)八小時(shí)的工作班次。制造商可以將穩(wěn)定性定義為滿量程電壓的百分比。并非所有制造商都定義此參數(shù)。 

• 噪聲 - 輸出中的變化來自于電子元件中產(chǎn)生的噪聲。制造商將噪聲定義為紋波或者就是噪聲。噪聲是所有電子電路中電壓的隨機(jī)變化。紋波是由于交流輸入電壓整流不全而導(dǎo)致的輸出電壓的周期性變化。規(guī)范可以包括rms (均方根值)、峰值。

如果我們查看IT6005C-80-150可編程直流電源的數(shù)據(jù)表，IT6005C-80-150，80V/150A/5kW/分辨率0.001V/0.01A/精度≤0.02%+0.02%FS/≤0.1%+0.1%FS。誤差很小，但需要包括所有參數(shù)以評(píng)估電源的總潛在誤差。 

遠(yuǎn)程感測(cè)的重要性 

僅測(cè)量精度并不能決定可編程直流電源在測(cè)試系統(tǒng)中的性能。另一個(gè)重要的考量因素是電源如何在負(fù)載處保持所需的電壓容差。施加到負(fù)載的電壓受到電源的輸出設(shè)置和到負(fù)載接線的影響。確保負(fù)載處的電壓是所需電壓的最佳方法是使用遠(yuǎn)程感測(cè)，它補(bǔ)償了測(cè)試引線電阻導(dǎo)致的壓降。 

僅使用電源的兩個(gè)輸出端子連接到負(fù)載稱為本地感測(cè)，此時(shí)負(fù)載處的電壓為： VLoad = VSupplyOutput – 2·VLead = VSupplyOutput – 2·Iload·RLead 

無論電源的精度有多好，施加到負(fù)載的電壓都不會(huì)具有同樣的精度。電源精度是在其輸出端子定義的，但工程師主要關(guān)心的是負(fù)載處的電壓精度。如果負(fù)載電流 ILoad大，根據(jù)公式 VLead = Iload·RLead，這將降低負(fù)載處的電壓，導(dǎo)致誤差可能會(huì)很大。

如圖1所示，遠(yuǎn)程感測(cè)使用兩個(gè)感測(cè)端子來測(cè)量負(fù)載處的電壓，并將此電壓反饋到電源控制電路。負(fù)載電壓感測(cè)電路具有高輸入阻抗，因此從負(fù)載處抽取的電流可以忽略不計(jì)。控制/功率放大器電路調(diào)整 VSupplyOutput，以保持負(fù)載處的電壓為程控輸出電壓。實(shí)際上的 VSupplyOutput = 程控輸出電壓+測(cè)試引線中的壓降（2* Iload·RLead）。 

圖1. 使用遠(yuǎn)程感測(cè)，確保負(fù)載處的電壓是程控輸出電壓 

布線方法 

雖然使用遠(yuǎn)程感測(cè)可以補(bǔ)償測(cè)試引線中的壓降以及由此導(dǎo)致的負(fù)載處電壓降低，但這對(duì)于電源可以維持其精度的測(cè)試引線中的電壓降幅度是有限的。對(duì)于艾德克斯IT6000B系列和IT6000C系列，引線中的總壓降必須小于額定輸出電壓的5%。

如果電源的輸出電壓為 24 VDC，那么測(cè)試引線中的最大電壓降不得超過 1.2 V。因此，我們需要保持測(cè)試引線盡可能短，并選擇既符合安全標(biāo)準(zhǔn)又可以最小化引線壓降的線徑。遵循這些建議將確保電源能夠準(zhǔn)確地向負(fù)載供電。

降低電路噪聲和提高穩(wěn)定性是更具挑戰(zhàn)性的任務(wù)，測(cè)試工程師需要根據(jù)測(cè)試引線和負(fù)載的電容和電感特性嘗試不同的布線配置。

例如，對(duì)于阻性負(fù)載，需將電源引線和感測(cè)引線分開。使用雙絞線作為感測(cè)引線，以最小化環(huán)路區(qū)域，以便外部磁場(chǎng)（如電機(jī)）不能在線引線中感測(cè)電壓。見圖2。

請(qǐng)記住，磁場(chǎng)感測(cè)的電壓是V = ∫B·dA

由于負(fù)載電壓感測(cè)電路的輸入阻抗高，感測(cè)輸入上的少量外部電氣噪聲可能會(huì)產(chǎn)生誤差電壓。可使用屏蔽雙絞線來消除外部電氣干擾源的影響。

圖2. 遠(yuǎn)程感測(cè)引線的布線選項(xiàng)之一是使用屏蔽雙絞線

如果負(fù)載具有更復(fù)雜的輸入阻抗，則可能需要其他布線方案，以消除由感測(cè)電路中開始并傳播到電源輸出的振蕩。

回想一下，像同軸電纜這樣的測(cè)試引線是一個(gè)分布式RLC網(wǎng)絡(luò)。盡管我們正在討論可編程直流電源，但供電-負(fù)載電路是一個(gè)復(fù)雜的阻抗網(wǎng)絡(luò)。程控電壓的步進(jìn)變化和外部噪聲可能會(huì)在直流電源線上引起振蕩。

將每個(gè)感測(cè)線放置在其相應(yīng)的電源線旁邊，可以消除可能的振蕩。在某些情況下，向負(fù)載添加電容有助于消除振蕩。

最好多嘗試遠(yuǎn)程感測(cè)的不同配置，以確保電源-負(fù)載電路達(dá)到穩(wěn)定。

設(shè)備預(yù)熱

當(dāng)通電時(shí)，所有設(shè)備都需要預(yù)熱時(shí)間，以使電子設(shè)備達(dá)到熱平衡。設(shè)備的穩(wěn)定性和精度是在預(yù)熱后對(duì)應(yīng)的。例如，大多數(shù)EA電源通常需要預(yù)熱30分鐘才能達(dá)到對(duì)應(yīng)的精度。

不要忽視這個(gè)細(xì)節(jié)！大多數(shù)電子工程師都知道需要讓設(shè)備預(yù)熱，但經(jīng)常忘記這個(gè)細(xì)節(jié)。如果條件不允許電源預(yù)熱，其初始輸出不一定符合對(duì)應(yīng)規(guī)格。

小  結(jié)

可編程直流電源的規(guī)格和電源在電路中的布線配置都會(huì)影響電源-負(fù)載電路中負(fù)載電壓的準(zhǔn)確性。有了這些提示，電子工程師可以從電源中獲得最佳精度。艾德克斯可以幫助用戶選擇直流電源并實(shí)現(xiàn)與負(fù)載的最佳連接。

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