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R&S®Essentials | 电源基础知识

了解远程感应

作者:Paul Denisowski,测试与测量专家

下文将介绍台式直流电源如何应用远程感应。

什么电源的远程感应?

台式电源用户通常会输入所需的负载电压。但是,电源引线电缆具有非零电阻,将降低负载感知的电压。引线变长和/或变细,电阻会随之增加。在许多情况下,可以安全忽略引线电阻和产生的电压降,但对于大电流或小负载电阻,这种电压降非常重要。

具有远程感应(也称四线感应)的电源能够补偿电压降。为此,除了强制线之外,还会使用一对感应线测量被测设备的实际电压。测量值用于调节电源的输出电压,确保被测设备输入具有所需电压。罗德与施瓦茨电源为每个输出信道提供远程感应功能,具体视型号而定。

具有强制和感应连接的 R&S®HMP4040 的后面板。

针对此问题,最常见的解决方案是使电源测量负载而非输出端子的输出电压。这种方法被称为“远程感应”。

远程感应如何工作?

远程感应方法使用一组附加的感应引线尽可能靠近负载来测量电压。感应引线连接至电源中的高阻抗,因此引线上(几乎)没有电流和电压降。电源可以根据远程感应的电压调节输出,以在负载获得所需电压。

下例中,电源的输出电压上升至 5.3 V,补偿 0.3 V 的电压降。

内置测量

罗德与施瓦茨的直流电源支持各种内置测量,可在多种应用中代替 外部示波器或万用表等其他仪器,以测量瞬时功率等。内置测量的主要优势在于无附加负载连接至电源,因此无需考虑额外的负担电压。此外,这种测量非常方便,而且简化了装置。

矢量信号发生器提供统计等其他分析功能,可显示功率、电压和电流的最小值/最大值和平均值以及能量计数值。

R&S®NGL200R&S®NGM200R&S®NGU 等高精度电源的测量分辨率可达 6½ 位。R&S®NGM200 和 R&S®NGU 等电源还具有高速模数转换器,能够检测和测量快速瞬态。

可以使用记录功能记录一段时间内的测量值。部分电源具有大显示屏,还提供图形显示功能。

数字电压表功能

部分电源还可以配备可选的集成式数字电压表 (DVM),进一步扩展了仪器的内置测量功能。DVM 可以在被测设备电路的任何所需测量点测量电压。这样无需使用附加万用表。

DVM 选件可用于所有 R&S®NGM200 型号和 R&S®NGU201

这是一个自动化/动态流程。连接感应线并启用远程感应后,电源将根据需要自动连续调节输出电压。

记录

测量结果有助于快速了解被测设备上测量的实际电压、电流和功率,但许多应用需要长时间和/或以较高的时间分辨率监测和查看这些数值的变化情况(即被测设备的行为)。

标准记录和快速记录

大多数罗德与施瓦茨电源均提供标准记录功能,部分电源还提供快速记录功能。标准记录 同步收集电源所有激活信道的测量数据,并将其存储到通用文件中。通过直流电源的设备菜单可以设置标准记录。

R&S®NGM200R&S®NGU电源还提供快速记录功能。快速记录 (FastLog) 类似于示波器采样,采样率高达 500 ksample/s,能够采集一段时间内的电压和电流值。这有助于分析被测设备中不同功能模块的能耗,还可以检测被测设备的电路故障。

快速记录功能收集电源各个信道的测量数据,并将其存储在单独的文件中。通过信道设置菜单可以设置快速记录。记录流经光敏电池和热敏电阻等模拟传感器的电流值,可以确定照明度和温度等环境数据。

总结

  • 引线电阻可以降低负载电压。
  • 这在许多情况下可以忽略,但对于小负载电阻或大电流非常重要。
  • 远程感应使用一对附加引线来直接测量负载上的电压。
  • 电源可以根据远程感应读数提高电压,以应对电源引线上的电压降。
  • 这通常是一个自动化的动态流程,用户完成配置后无需进行其他操作。

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