Које су предности и недостаци оптички изоловане мерне технологије?

Користећи своју изузетну електричну изолацију и отпорност на сметње, оптички изолована технологија мерења показује значајне предности у сложеним окружењима високог{0}}напона и високе{1}}фреквенције; међутим, такође се суочава са ограничењима као што су висока цена и велика физичка величина.

И. Основне техничке предности

1. Ултра-Хигх Цоммон Моде Рејецтион Ратио (ЦМРР)

Оптички изоловане сонде могу да постигну ЦМРР од -160 дБ у опсегу ниских-фреквенција, а да и даље одржавају ниво од преко -100 дБ на високој фреквенцији од 1 ГХз – далеко изнад оног код традиционалних диференцијалних сонди (које обично достижу само -26 дБ на 100 МХз).

Они су у стању да прецизно ухвате миливолтне-разине диференцијалних сигнала у окружењима подложним напонима заједничког мода од ±6 кВ, што их чини посебно-погодним за мерење прелазних процеса у прекидачима у полупроводницима треће-генерације (као што су СиЦ и ГаН).

2. Висок изолациони напон за побољшану безбедност

Заснована на принципу електричне изолације преко оптичког влакна, ова технологија може постићи напоне изолације веће од 60 кВ, чиме се у потпуности прекида електрична веза између кола које се тестира и мерне опреме.

Ово ефикасно спречава квар на осцилоскопу високог{0}}напона и штити радно особље, што га чини идеалним за сценарије високог{1}}испитивања који укључују нове контролере мотора за возила са енергијом, фотонапонске претвараче и сличне системе.

3. Висок интегритет сигнала и минимални ефекти оптерећења

Са улазном импедансом која достиже чак 10 МΩ || 1 пФ, ефекат оптерећења на коло које се тестира остаје испод 0,1%, чиме се избегава изобличење сигнала типично узроковано индуктивношћу олова која се налази у традиционалним сондама.

Времена пораста могу бити чак 700 пс, омогућавајући прецизну репродукцију брзина напона (дВ/дт) до 100 В/нс у ГаН уређајима, и обезбеђујући поуздане таласне облике за израчунавање губитака при пребацивању.

4. Снажан имунитет на електромагнетне сметње (ЕМИ)

Пут преноса оптичких влакана је слободан од електромагнетне спреге; сходно томе, на њега не утичу јака електромагнетна окружења (као што су она која се налазе у близини комуникационих базних станица или ЦНЦ алатних машина), чиме се обезбеђује чистоћа сигнала.

Ово чини технологију посебно погодном за мерења која укључују пливајућа-кола уземљења и више потенцијалних тачака, елиминишући потребу за заједничком везом уземљења.

ИИ. Примарна ограничења примене

1. Ограничени пропусни опсег и брзина одзива

Ограничен брзинама модулације ласерских диода и временом одзива фотодиода, ширина опсега главних модела је обично ограничена на 1 ГХз-опсег нижег од оног код пасивних сонди највишег-слоја (које могу да достигну 6 ГХз). У мерењима ултра{5}}високих- сигнала (нпр. 5Г РФ појачивачи снаге), може доћи до слабљења фреквенцијског одзива, што доводи до изобличења сигнала.

2. Велика потрошња енергије и велика физичка величина

Предњи{0}}модул захтева независно напајање (било на бази батерије или ласера{1}}). Због дизајна термичког управљања, његова физичка запремина је 3 до 5 пута већа од оне код традиционалних сонди, са тежином већом од 500 г.

Рад је ограничен када се тестирају густо насељени ПЦБ; продужена употреба из руке изазива замор, што захтева употребу потпорног постоља.

3. Висока цена и сложено одржавање

Састојећи се од ласерског драјвера,{0}}прецизног модула за оптоелектронску конверзију и система за контролу температуре, цена производње је 3 до 5 пута већа од упоредивих диференцијалних сонди.

Почетни{0}}модели имају цену више од 10.000 РМБ, док{3}}модели врхунског нивоа достижу стотине хиљада РМБ. Штавише, потребна је периодична калибрација појачања и линеарности, што доводи до високих дугорочних-трошкова рада.

4. Строги захтеви за коришћење и одржавање

Радијус савијања оптичког влакна мора бити већи од 30 мм (неки модели захтевају већи или једнак 10 цм); прекомерно савијање ће довести до слабљења оптичког сигнала.

Пре мерења, опсег напона се мора проценити и одабрати одговарајући атенуатор; поновна калибрација је потребна ако температура околине варира за више од 5 степени.

ИИИ. Резиме применљивих сценарија

Изгледи тренда: Капацитет нове генерације оптички изолованих сонди је сада премашио 2ГХз. Интеграцијом обраде сигнала вођене АИ-и ивичним рачунарством, ове сонде еволуирају ка вишим нивоима интеграције и интелигенције.