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#電源設計 #汽車電子 #電磁干擾EMI #電磁相容性EMC
#量測T&M #數位示波器DSO #頻譜分析儀

【哇，原來 EMI 也會影響供電系統！】

前兩篇貼文中，我們探討不少關於電流、電壓之於電源設計的重要性。然而，據業界專家提醒，電磁干擾 (EMI)／電磁相容性 (EMC) 可能也是造成電源供應異常的元凶！EMI 來源有傳導 (Conducted) 和幅射 (Radiated) 兩種，輻射 EMI 訊號會經由天線或電線、以電磁波形式窒礙電子設備運作或通訊品質；但傳導 EMI 卻會對等效電路的過電壓、過電流保護機制造成干擾。

當交流電 (AC) 轉成直流電 (DC) 時，「線阻抗穩定網路」(LISN) 須將附著於電源的雜波濾除後再為電子產品供電。為確保網路匹配的頻率和法規，量測時除了觀察波形，還須進一步透過頻譜分析儀抓出干擾源並進行除錯；可惜傳統示波器只能看到「時域」變動，無法查覺是否有其他影響阻抗、電容的可疑份子，導致計量電路估算有出入，危及電源系統安全。

這也是為何有些製造商在產品出問題時，第一時間會先追溯問題根源是由硬體電路佈局設計或 EMI 肇禍，才能對症下藥；車載充電裝置尤其容易受到 EMI 從中攪局。兼具頻譜分析功能，即時掌握多面向資訊新一代示波器試圖運用快速傅立葉轉換 (FFT) 或頻譜分析軟體，協助釐清責任。不過，單靠 FFT 演算恐會失真且不夠直觀；因此，兼具頻譜分析功能的 RTE／RTO 數位示波器，可「即時」同步呈現波形、時間、電流、功率和 EMI 等多面向資訊，一躍成為寵兒。

通常硬體工程師對頻譜不一定熟悉，借助數位示波器可精準找出頻率峰值，一旦頻率點超過法規限制，就能轉交研發人員據以除錯。此外，由於類比／數位資料轉換過程會有耗損，據悉一般示波器的解析度實際效能都得「打折」，例如，號稱 8 位元解析度，能做到 7.2 位元的精確度已堪稱技術高超；有採購需求者可將須特別留意。另基於「認證成功率」、撙節重覆送驗成本考量，選擇「實驗室等級」的量測儀器，以及擁有技術支援能力的通路商，或是不錯的選擇。

延伸閱讀：
《R&S：供電系統異常？數位示波器釐清電路或電磁肇因》
http://compotechasia.com/a/____/2016/1114/34039.html
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#台灣羅德史瓦茲R&S #RTE1000 #RTO數位示波器 #益登科技

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#量測 #元件電流波形分析儀 #微控制器MCU

【省電高效，從檢測元件電流開始】

微控制器 (MCU) 是低功率元件的心臟，可提供各種省電模式因應長效電池需求。為此，工程師必須徹底研究低功率元件的特性，並進行複雜的除錯，以便實現元件應有的效能，同時達成省電目標。要解析元件的電流波形，使用電流探棒或加裝分流電阻器 (Shunt Resistors) 透過示波器量測或許可行，可惜得到的波形往往充斥雜訊，且頻寬十分有限；但我們需要的其實是乾淨的寬頻訊號。

反觀專業「元件電流波形分析儀」，具有寬幅動態範圍、低雜訊、大頻寬、分析能力等特性；只要將待測物與電流感測器接頭相連，便可清晰且準確呈現低位準電流波形，包括陽春設備無法量測或探測不到的波形。另一方面，當需要仔細檢測異常波形時，可隨時予以局部放大目標畫面、彷彿放大鏡在手；且能輕鬆拖曳圖標實現快速傅利葉轉換 (FFT)，加速分析量測資料，不需使用外部分析程式。

內建電流感測器以最大 1 GSa/s 採樣速率和 14 位元／16 位元寬幅動態範圍擷取訊號，意謂在不到 100 ns 的時間內就能量測到高速脈衝響應。綜觀現有元件電流量測有以下瓶頸：
◆動態範圍有限：大多數電池供電裝置都有低功率的休眠模式，在此模式下，元件消耗的電流會降到最低，例如 1 µA，而運作模式所消耗的電流通常都超過 10 mA。要在單次量測中涵蓋如此寬的電流動態範圍有一定困難。
◆量測雜訊大：鉤鉗式電流探棒易有背景雜訊過大的問題，無法量測低於 1 mA 的低位準電流；而使用分流電阻器和示波器進行低位準電流量測，也會受到背景雜訊和電阻器兩端壓降影響，令最小可量測電流有所限制。
◆頻寬有限：高解析度和較寬的頻寬通常無法兼顧，必須有所取捨；萬用電錶或電流錶常被用來進行高解析度量測，但因頻寬較低，並不適用於寬頻電流量測。
◆需使用多部儀器：工程師通常使用萬用電錶來量測平均的休眠模式電流，搭配示波器擷取運作模式電流，再據以手動估算總功率和電流消耗；但這些資料並不可靠，還需花費可觀的時間進行驗證。

演示視頻：
《New Keysight CX3300 series measures wideband & low-level current waveforms》
http://www.compotechasia.com/a/CTOV/2016/0627/32344.html

#是德科技Keysight #CX3300

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ADI提升智慧電網輸配電設備的監測和保護性能

(2015年10月30日台北訊)全球高效能訊號處理解決方案領導廠商Analog Devices(ADI)美商亞德諾半導體公司宣佈推出新系列的24 位元資料採集系統單晶片 (SoC)，可改善智慧電網系統中管理電能輸配電的保護、監控和電能品質測量裝置的性能。AD7770 可實現性能更高和外形尺寸更小的保護繼電器，而AD7771 則可幫助電能品質測量設備進行電網早期故障的檢測。

該系列中的第三款 SoC AD7779則可確保斷路器裝置快速上電。AD777x 系列的三款產品實現了業界最佳的動態範圍和資料傳輸綜合性能，具有8個同步取樣通道，可在三相電源應用中測量電流和電壓感測器的輸出。每個SoC 通道在 8 kSPS時可達 112 dB動態範圍，從而強化了單一 A/D 轉換器通道中的保護和測量功能。AD777x 系列還整合了取樣速率轉換器，簡化電能品質設備的設計挑戰，使其更容易滿足 IEC61000-4-30 Class A標準。

•下載資料表、瀏覽產品頁面、訂購樣品和評估板：
http://www.analog.com/AD7770
http:///www.analog.com/AD7771
http://www.analog.com/AD7779

•與ADI線上技術支援社群EngineerZone®的工程師與專家聯繫：
http://ez.analog.com/community/energy-metering

•想進一步了解ADI的能源產品：
http://www.analog.com/en/applications/markets/energy

AD777x 系列還內建可調整不同感測器輸出的可編程增益放大器 (PGA)，讓系統設計工程師能使用通用平台滿足各種應用需求，這些應用可能具有不同精準度和輸入感測器類型，包括變流器、變壓器、電阻串等。此外， AD777x 系列因可省去對諸如信號調節放大器和鎖相迴路 (Pll)等外部元件的需求，所以可降低系統總成本。另外，因全部的 AD777x 系列皆包含取樣速率轉換器，對取樣速率進行微調，確保在50Hz(-15%) 到 60 Hz (+ 15%)範圍內的線路頻率一致性，變化範圍保持在0.01 Hz 以內。這是IEC61000-4-30 Class A電能品質標準的要求。
新產品中還具有多種內建的診斷功能，幫助簡化設計過程，使終端設備通過安全完整性等級 (SIL) 認證。還有一個額外的低解析度 SAR A/D 轉換器通道，利用獨立的電源操作，為系統和晶片診斷提供資料，提高資料完整性並增強系統的綜合可靠性。AD7771 的高動態範圍與極高取樣速率，能減少快速傅立葉轉換(FFT) 的雜訊基準，從而強化對異常雜散頻率 (spur)的檢測，發出電氣故障信號，並透過電能品質測量設備實現早期警告探測和預防性維護措施。