Trên trang này
Nhiễu điện từ có thể ảnh hưởng đến mạch đo tích hợp theo ba cách chính: nó làm thay đổi đầu vào tích phân, làm thay đổi đường dốc trở lại được điều khiển bởi tham chiếu, hoặc làm gián đoạn thời gian chuyển đổi và tiếp nhận xung. Hai cách đầu tiên có thể thay đổi kết quả chuyển đổi mà không dừng mạch. Sự gián đoạn xung có thể xảy ra khi quá trình chuyển đổi không thể hoàn thành, bộ điều khiển đặt lại hoặc đường dẫn đầu ra ngừng truyền tín hiệu hợp lệ.
Một bộ chỉ báo xung nhấp nháy—hoặc đứng yên—không thể xác định cơ chế nào chịu trách nhiệm. Lời giải thích hữu ích kết nối ba điều: nhiễu đi vào từ đâu, dạng sóng tích phân thay đổi như thế nào và sự thay đổi đó ảnh hưởng đến kết quả đo hoặc đầu ra xung như thế nào.
Mô hình và phạm vi: Bài viết này sử dụng một mô hình dốc kép điển hình. “Tích phân dương” có nghĩa là tích phân đầu vào; “tích phân âm” có nghĩa là khử tích phân với một tham chiếu đối lập. Các tên này không yêu cầu đầu ra trở thành dương rồi âm, ngụ ý hai kênh độc lập, hoặc mô tả các bộ ghi năng lượng nhập/xuất. Để giải thích các hậu quả đo lường, giả sử rằng một bộ tiền xử lý đã tạo ra một tín hiệu băng thông thấp tỷ lệ với công suất tác dụng. Kết quả chuyển đổi sau đó cung cấp cho việc tích lũy năng lượng theo trọng số thời gian và tạo xung; điều này giả định rằng công suất đo được đại diện cho khoảng thời gian được chỉ định cho nó, bao gồm cả bất kỳ khoảng trống nào giữa các lần chuyển đổi. Đây là một mô hình giải thích, không phải là kiến trúc đồng hồ đo năng lượng phổ quát; các bộ chuyển đổi ADC sigma-delta, phép nhân kỹ thuật số và chuyển đổi điện áp sang tần số trực tiếp yêu cầu phân tích đường dẫn tín hiệu thực tế của chúng. Việc kiểm tra dạng sóng dành cho các kỹ sư có trình độ sử dụng các bộ sắp xếp đo lường cách ly được đánh giá phù hợp: một bảng đo lường có thể được tham chiếu đến điện áp lưới, vì vậy không được kết nối dây nối đất của máy hiện sóng tham chiếu lưới với một nút có tham chiếu điện áp lưới.
1. Vận hành Bình thường: Điều gì xảy ra trong quá trình chuyển đổi hai dốc?
Tách biệt quá trình chuyển đổi tương tự khỏi chức năng xung năng lượng:
Tín hiệu tỷ lệ với công suất
↓
Đầu vào/chuyển mạch tham chiếu → Bộ tích phân → Bộ so sánh → Kết quả thời gian và chuyển đổi
↑ │
└──────────────── Điều khiển pha ────────────────┘
Kết quả chuyển đổi → Tích lũy năng lượng theo thời gian
→ Đạt được gia số năng lượng một xung → Xung đo lường
Đây là các mối quan hệ chức năng, không phải hướng dẫn đấu dây. Sự chuyển đổi hoàn thành chuyển đổi của bộ so sánh không phải là xung đo lường được tạo ra ở hạ nguồn.
Tích phân dương: Chuyển đổi đầu vào thành độ lệch điện áp
Tích phân đầu vào kéo dài trong một khoảng thời gian cố định, T₁. Đối với đầu vào không đổi, độ lớn của độ lệch đầu ra của bộ tích phân lý tưởng là:
|ΔV₁| = |Vin| × T₁ / (Rint × Cint)
Đầu vào lớn hơn tạo ra một đường dốc dốc hơn. Khoảng thời gian tích phân dài hơn tạo ra độ lệch lớn hơn. Đối với đầu vào thay đổi, độ lệch cuối cùng phụ thuộc vào diện tích của đầu vào trong cửa sổ tích phân, không phải vào một đỉnh tức thời duy nhất.
Ở đây, ΔV là sự thay đổi điện áp. Sự thay đổi điện tích tương ứng là ΔQ = Cint × ΔV; hai đại lượng này không thể thay thế cho nhau.
Tích phân âm: Quay về ngưỡng bắt đầu với một độ dốc đã biết
Sau khi tích phân đầu vào, mạch chuyển sang một tham chiếu điều khiển đầu ra trở lại ngưỡng bắt đầu. Độ lớn độ dốc quay lý tưởng là:
|S₂| = |Vref| / (Rint × Cint)
Nếu cả hai pha sử dụng cùng Rint và Cint và quay về cùng một ngưỡng:
|Vin| × T₁ = |Vref| × T₂
Do đó:
T₂ = T₁ × |Vin| / |Vref|
Một phép chuyển đổi thông thường có hai dải đo: một dải di chuyển ra khỏi điểm bắt đầu; dải kia quay trở lại điểm đó. Bộ so sánh phát hiện ngưỡng quay trở lại, cho phép bộ điều khiển dừng tính thời gian T₂.
Đối với đầu vào minh họa là 0.5 V, độ lớn tham chiếu là 1 V và T₁ là 20 ms, T₂ lý tưởng là 10 ms. Đây là các đầu vào tính toán, không phải là thông số kỹ thuật cho một thiết bị đo cụ thể.
Chuyển đổi hai dốc cho phép các giá trị lý tưởng của các thành phần RC dùng chung bị loại bỏ khỏi tỷ lệ. Độ lệch, rò rỉ, lỗi ngưỡng và phục hồi quá tải vẫn quan trọng. Các triển khai thực tế có thể bao gồm các pha tự động xóa số không và xóa dư. Xem Giải thích của Analog Devices về các kiến trúc ADC tích hợp.
2. Nhiễu xâm nhập từ đâu — và nó thay đổi điều gì?
Cùng một nhiễu bên ngoài có thể tạo ra các kết quả khác nhau tùy thuộc vào nút mà nó tác động.
| Vị trí ghép nối | Số lượng mạch bị ảnh hưởng | Triệu chứng tức thời |
|---|---|---|
| Đầu vào bộ lấy mẫu và bộ tích phân | Điện áp, dòng điện hoặc diện tích tích phân đầu vào | Thay đổi độ dốc ramp hoặc dịch chuyển điểm cuối |
| Nguồn cấp, điện áp tham chiếu và đất nối đất tham chiếu | Khoảng dự trữ bộ khuếch đại, độ dốc hồi tiếp hoặc ngưỡng so sánh | Cắt xén, thay đổi thời gian hồi tiếp hoặc nhiễu điểm cuối |
| Điều khiển chuyển mạch, xung nhịp và đặt lại | Thời lượng pha, thời gian chuyển mạch hoặc số bộ đếm thời gian hợp lệ | Các bước nhảy chuyển đổi, hết thời gian chờ hoặc khởi động lại |
| Giao diện trình điều khiển xung và bộ thu | Các mức logic, độ rộng xung, cạnh xung hoặc tham chiếu bộ thu | Các xung sai, đếm bỏ sót hoặc thiếu xung ngoài |
Một nhiễu chế độ chung làm di chuyển cả hai đầu nối đầu vào cùng nhau không tự động gây ra lỗi đo vi sai. Tuy nhiên, sự từ chối chế độ chung hữu hạn, trở kháng bộ lọc đầu vào không khớp hoặc dải chế độ chung bị vượt quá có thể cho phép nó ảnh hưởng đến kết quả.
Cũng phân biệt lỗi tạm thời trong quá trình gây nhiễu, phục hồi sau sự kiện và hư hỏng phần cứng kéo dài. Một tạm dừng ngắn ở đầu ra không xác lập lỗi thành phần vĩnh viễn.
Các lỗi đồng hồ cũng cần ngữ cảnh. Nếu khoảng thời gian tích cố định và số lần đếm trả về sử dụng cùng một đồng hồ ổn định, một hệ số tỷ lệ tần số đồng hồ chung sẽ bị hủy bỏ khỏi tỷ lệ của chúng. Một nhiễu đồng hồ giữa các pha, một cạnh bị mất hoặc một lần đặt lại vẫn có thể làm hỏng một phép chuyển đổi. Riêng biệt, sự tích lũy năng lượng phụ thuộc vào thời gian trôi qua: sự hủy bỏ tỷ lệ chuyển đổi không đảm bảo một cơ sở thời gian năng lượng chính xác.
3. Lỗi Tích phân Dương: Tại sao đường dốc thay đổi, cắt hoặc dừng?
Nhiễu đầu vào được tích hợp cùng với tín hiệu
Giả sử đầu vào thực tế bao gồm tín hiệu mong muốn Vin(t) cộng với nhiễu vn(t). Đối với bộ tích phân đảo chiều lý tưởng, nhiễu đóng góp một độ lệch đầu ra bổ sung:
δV₁ = −[1 / (Rint × Cint)] × ∫ vn(t) dt, tích phân từ 0 đến T₁
Hàm ý trực tiếp là hữu ích: diện tích ròng của nhiễu trong cửa sổ tích phân xác định đóng góp này vào sai số chuyển đổi.
Nếu diện tích dương và âm của nó triệt tiêu lẫn nhau, sai số điểm cuối có thể nhỏ. Nếu cửa sổ chỉ bao phủ một phần của chu kỳ, hoặc nhiễu chứa một độ lệch, điểm cuối sẽ dịch chuyển. Khoảng thời gian tích phân cố định có thể loại bỏ một số nhiễu tuần hoàn thông qua trung bình hóa; nó không tự động loại bỏ mọi tín hiệu tần số cao.
Có một đường dẫn khác. Nhiễu tần số cao có thể được chỉnh lưu bởi các mối nối phi tuyến ở phần đầu, tạo ra lỗi tần số thấp hoặc DC. Sau đó, bộ tích phân nhận một tín hiệu đã bị méo. Chỉ kéo dài khoảng thời gian tích phân có thể không loại bỏ được lỗi đó. Hướng dẫn của Analog Devices MT-096 giải thích sự chỉnh lưu RF trong bộ khuếch đại chính xác.
Bằng chứng cần tìm: pha đầu vào bắt đầu và kết thúc bình thường, nhưng điểm cuối của nó và thời gian quay trở lại tiếp theo thay đổi theo nhiễu đầu vào. Trước tiên, hãy xác định xem khu vực đầu vào có thay đổi hay bộ tích phân tự nó ngừng hoạt động tuyến tính hay không.
Khoảng trống không đủ Cắt bỏ đường dốc
Mối quan hệ tích hợp tuyến tính chỉ áp dụng khi bộ khuếch đại vẫn nằm trong các điều kiện hoạt động được chỉ định của nó.
Đầu vào quá lớn hoặc nhiễu nguồn làm giảm biên độ đầu ra khả dụng có thể đẩy đường dốc đến giới hạn đầu ra của bộ khuếch đại. Dạng sóng phát triển một cao nguyên. Đầu vào vẫn có thể có mặt, nhưng đầu ra không còn tuân theo độ dốc dự kiến, do đó, quá trình chuyển đổi mất thông tin về khu vực đầu vào.
Điều đó khác với một đường dốc phẳng do đầu vào bằng không thực sự. So sánh đầu vào, nguồn cấp và đầu ra bộ tích phân với nhau:
- Đầu vào có, đầu ra gần giới hạn biên độ: điều tra khoảng trống hoặc quá tải.
- Đầu vào không thực sự được kết nối, đầu ra giữ nguyên giá trị trước đó: kiểm tra trạng thái chuyển mạch và đường dẫn đầu vào.
- Hành vi bất thường tiếp tục trong giây lát sau khi các điều kiện bình thường trở lại: đánh giá khả năng phục hồi quá tải trước khi kết luận bộ khuếch đại bị hỏng.
Quá dải chế độ chung, bão hòa đầu ra và hiện tượng khóa chốt CMOS là các điều kiện khác nhau. Chẩn đoán khóa chốt đòi hỏi bằng chứng như hành vi đặc trưng của thiết bị, dòng điện bất thường và đặc tính phục hồi—không chỉ là dạng sóng phẳng.
Chuyển mạch và Rò rỉ Làm thay đổi Dòng điện Tích phân
Các chuyển đổi của công tắc tương tự có thể tiêm điện tích. Nếu một điện tích ròng ΔQ đến tụ điện tích phân, bước điện áp kết quả sẽ xấp xỉ:
ΔVstep ≈ ΔQ / Cint
Hiện tượng này thường xuất hiện dưới dạng một bước nhảy tại thời điểm đóng cắt thay vì là sự thay đổi đồng nhất về độ dốc. Sự phân bổ điện tích phụ thuộc vào khóa chuyển mạch và mạch điện xung quanh; không nên tự động gán toàn bộ giá trị tiêm điện tích trong bảng dữ liệu cho Cint. Xem Hướng dẫn về khóa chuyển mạch tương tự MT-088 của Analog Devices.
Dòng điện rò bổ sung duy trì hoạt động giống như một đầu vào phụ. Độ lớn sai số độ dốc xấp xỉ |Ileak| / Cint. Khi dòng điện đầu vào mong muốn nhỏ, cùng một lượng dòng rò đó sẽ tạo ra sai số tương đối lớn hơn.
Tiêm điện tích và dòng điện rò là các đặc tính không lý tưởng hiện hữu của mạch điện. Hãy xác định xem nhiễu bên ngoài có làm trầm trọng thêm các hiện tượng này hay không bằng cách so sánh dạng sóng, điều kiện vận hành và hành vi của thiết bị trước, trong và sau sự kiện.
4. Lỗi Tích phân Âm: Tại sao việc quay trở lại ngưỡng bị sai?
Sự thay đổi điện áp tham chiếu làm thay đổi tốc độ hồi tiếp
Với điểm cuối tích hợp đầu vào không đổi, độ lớn tham chiếu nhỏ hơn tạo ra đường dốc hồi tiếp nông hơn và T₂ dài hơn. Độ lớn tham chiếu lớn hơn sẽ tạo ra kết quả ngược lại.
Đối với một thay đổi tham chiếu nhỏ vẫn xấp xỉ không đổi trong quá trình khử tích hợp, mối quan hệ nghịch đảo cho thấy:
δT₂ / T₂ ≈ −δVref / Vref
Ở đây, Vref biểu thị độ lớn tham chiếu. Nếu quá trình xử lý hạ nguồn vẫn sử dụng giá trị tham chiếu danh định, T₂ dài hơn sẽ được hiểu là đầu vào lớn hơn. Hệ quả đầu tiên là sai số khuếch đại, không nhất thiết là đầu ra xung bị dừng.
Nếu tham chiếu thay đổi trong suốt quá trình khử tích hợp, độ dốc hồi tiếp sẽ thay đổi theo thời gian. Hãy đánh giá tích phân của tham chiếu trong giai đoạn đó thay vì dựa vào một giá trị đọc điện áp tức thời.
Tham chiếu không được áp dụng đúng cách
Bộ điều khiển có thể ra lệnh khử tích hợp mà không thiết lập dòng điện tham chiếu dự kiến. Khi đó, đầu ra có thể giữ nguyên, trôi chậm hoặc phản hồi chủ yếu với dòng rò và độ lệch. Cực tính tham chiếu không chính xác có thể đẩy nó ra xa hơn khỏi điểm cuối.
Quan sát quyết định là: sau lệnh chuyển mạch, nút tích hợp có thực sự nhận được dòng điện theo hướng yêu cầu không?
Điều này cung cấp nhiều thông tin hơn là gán đầu ra cao cho nguồn cung cấp âm bị sụp đổ. Việc hủy tích hợp cần một dòng điện đối nghịch; liệu mạch có yêu cầu nguồn cung cấp âm riêng biệt hay không phụ thuộc vào cách triển khai của nó.
Nhiễu ngưỡng làm hỏng sự kiện kết thúc chuyển đổi
Một bộ so sánh phản ứng với sự khác biệt giữa hai đầu vào của nó. Gần điểm cuối, nhiễu trên đường dốc hoặc tham chiếu so sánh có thể thay đổi dấu của sự khác biệt đó lặp đi lặp lại. Chuyển đổi kết quả có thể sớm, muộn hoặc lặp lại. Hướng dẫn bộ so sánh có trễ của Texas Instruments mô tả nhiều lần chuyển đổi do nhiễu gần ngưỡng gây ra.
Đối với lỗi ngưỡng hiệu dụng nhỏ δV và độ dốc điểm cuối gần như không đổi, độ lớn lỗi thời gian là:
|δt| ≈ |δV| / |S₂|
Do đó, cùng một nhiễu điện áp sẽ tạo ra sai số thời gian lớn hơn khi dốc hồi tiếp chậm hơn.
Điều gì xảy ra tiếp theo phụ thuộc vào logic điều khiển. Việc bắt được cạnh sớm sẽ làm rút ngắn khoảng thời gian đo được. Việc bỏ lỡ cạnh hợp lệ có thể làm chậm quá trình hoàn tất hoặc kích hoạt thời gian chờ (timeout). Việc chờ đợi vô thời hạn phụ thuộc vào hành vi phục hồi và thời gian chờ của quá trình triển khai; đó không phải là hiện tượng “khóa bộ so sánh” không thể tránh khỏi.”
Quan sát đầu ra của bộ tích phân, đầu ra của bộ so sánh và trạng thái hoàn tất chuyển đổi trên cùng một cơ sở thời gian. Điều đó giúp phân biệt lỗi hồi tiếp tương tự với một sự kiện kỹ thuật số bị bỏ lỡ.
Bộ nhớ tụ điện và phần dư làm thay đổi điểm bắt đầu tiếp theo
Sự hấp thụ điện môi làm cho hành vi của tụ điện phụ thuộc vào lịch sử nạp và xả trước đó. Việc xóa phần dư không hoàn toàn cũng có thể khiến lần chuyển đổi tiếp theo bắt đầu từ một mức khác. Những sai số này có thể trở nên rõ rệt hơn sau khi thay đổi biên độ đầu vào hoặc cực tính.
Những Tài liệu về dòng sản phẩm Microchip TC500 mô tả một pha triệt tiêu dòng điện dư và yêu cầu độ hấp thụ điện môi thấp trong tụ điện tích hợp. Đánh giá ngân sách sai số, rò rỉ và hành vi phụ thuộc vào lịch sử. Chỉ riêng nhãn điện môi không xác định được rằng bộ tích hợp sẽ đi vào trạng thái bão hòa vĩnh viễn sau một vài chu kỳ.
5. Lỗi Tích phân Trở thành Lỗi Xung Đo Lường Như Thế Nào?
Trong mô hình được sử dụng ở đây, mỗi lần chuyển đổi hợp lệ cung cấp một ước tính công suất, P̂. Quá trình xử lý hạ nguồn tích lũy năng lượng bằng cách sử dụng khoảng thời gian liên quan: ΔE = P̂ × Δt, với công suất tính bằng kW và thời gian tính bằng giờ cho năng lượng tính bằng kWh. Việc chỉ đếm các lần chuyển đổi hoàn tất sẽ không thực hiện được chức năng này, đặc biệt là khi thời gian phản hồi thay đổi. Khi bộ tích lũy đạt đến mức tăng năng lượng của một xung, nó sẽ phát ra một xung và giữ lại phần dư.
Chân tần số hiệu chuẩn (CF) và đầu nối xung công tơ cách ly có thể sử dụng các quy tắc vận hành hoặc tỷ lệ khác nhau. Sử dụng hằng số xung và các điều kiện cho phép/không tải cho đầu ra cụ thể đang được quan sát.
Đối với hằng số xung K tính bằng xung/kWh và công suất tác dụng không âm ổn định P tính bằng kW cho hướng năng lượng đã chọn, tần số xung trung bình lý tưởng là:
f = K × P / 3600 Hz
Điều này phân tách bốn kết quả có thể xảy ra.
Tần số xung quá cao hoặc quá thấp
Lỗi vùng đầu vào, thay đổi tham chiếu hoặc lỗi thời gian điểm cuối có thể làm thay đổi ước tính công suất. Độ lệch ổn định sau đó sẽ thay đổi tần số xung trung bình.
Downstream averaging may reduce random jitter, whereas a persistent signed bias can continue accumulating. A change in one pulse interval alone does not establish the long-term energy error. At low power, the expected interval can itself be long: for an illustrative K of 1,000 impulses/kWh and P of 0.01 kW, the ideal average interval is 360 seconds, provided the output is enabled and above its no-load threshold.
Đầu ra xung bị gián đoạn không liên tục
Thời gian chờ chuyển đổi, đặt lại nguồn cung cấp hoặc trình tự pha bị gián đoạn có thể làm chậm dữ liệu mới vào bộ tích lũy năng lượng. Việc các xung dừng ngay lập tức hay không phụ thuộc vào cách hệ thống xử lý dữ liệu không hợp lệ: loại bỏ nó, giữ giá trị trước đó hoặc tạm dừng đo lường.
Do đó, không có mối quan hệ cố định một-một giữa một lần chuyển đổi bất thường và một xung đo lường bị mất.
Đầu ra xung dừng vĩnh viễn
Quá trình chuyển đổi có thể không bao giờ hoàn thành, bộ điều khiển có thể vẫn ở chế độ đặt lại, việc tạo xung có thể bị vô hiệu hóa hoặc giao diện đầu ra có thể bị lỗi.
Các IC đo lường thực tế cũng có thể triệt tiêu xung có chủ đích trong các điều kiện xác định. Ví dụ, bảng dữ liệu ADE7755 mô tả việc triệt tiêu xung trong quá trình đặt lại điện áp thấp và hoạt động không tải. Đây là bằng chứng về hành vi đầu ra, không phải là ví dụ về bộ chuyển đổi hai dốc.
Bộ thu đếm quá hoặc đếm thiếu
Sự cố tại giao diện đầu ra có thể tạo ra các điểm vượt ngưỡng bổ sung và các lần đếm sai. Nó cũng có thể làm thay đổi mức tín hiệu hoặc độ rộng xung sao cho một xung hợp lệ không còn đáp ứng các yêu cầu của bộ thu. Bộ lọc đầu vào quá mức cũng có thể từ chối các xung hẹp hợp lệ.
So sánh nguồn và bộ thu. Dạng sóng nguồn chính xác với số đếm nhận được không chính xác sẽ hướng cuộc điều tra đến giao diện. Hướng dẫn bộ đếm xung của VIOX cung cấp thông tin nền liên quan về việc đếm và các điều kiện đầu vào.
6. Kết nối Triệu chứng, Cơ chế và Bằng chứng
| Triệu chứng quan sát được | Đường dẫn nhiễu loạn tiềm năng | Cần có bằng chứng |
|---|---|---|
| Điểm cuối tích hợp đầu vào dịch chuyển, nhưng đường dốc vẫn liên tục | Nhiễu loạn đầu vào, độ lệch hoặc rò rỉ bổ sung | Thay đổi tương ứng về diện tích đầu vào, điểm cuối và thời gian quay trở lại |
| Đường dốc tích hợp đầu vào bị cắt bớt | Đầu vào quá tải hoặc khoảng trống đầu ra không đủ | Đầu vào thực tế, nguồn cấp và các giới hạn biên độ đầu ra |
| Một bước nhảy xuất hiện tại thời điểm chuyển mạch | Tiêm điện tích hoặc ghép tín hiệu điều khiển | Thời điểm của bước nhảy so với cạnh chuyển mạch |
| Quá trình khử tích phân chậm lại nhưng vẫn hoàn tất | Tham chiếu hoặc dòng điện hồi tiếp đã thay đổi | Sự tương đồng giữa tham chiếu, độ dốc dốc và các thay đổi T₂ |
| Không có xu hướng hồi tiếp trong quá trình khử tích phân | Lỗi đường dẫn tham chiếu hoặc trạng thái chuyển mạch | Trạng thái được ra lệnh so với phản hồi thực tế của nút |
| Dốc vượt qua điểm cuối, nhưng thời gian chuyển đổi bị quá hạn | Vấn đề về bộ so sánh, bộ ghi hoặc trạng thái điều khiển | Chuỗi giao cắt tương tự, cạnh kỹ thuật số và trạng thái hoàn tất |
| Sự gián đoạn xung trùng với thời điểm thiết lập lại | Đường dẫn nguồn hoặc thiết lập lại | Tương quan thời gian giữa sự kiện nguồn, thiết lập lại và các xung bị thiếu |
| Các xung nguồn có mặt, nhưng bộ thu bỏ sót các đếm | Trình điều khiển, cách ly, cáp hoặc cấu hình đầu vào | Các mức, độ rộng, cạnh và số đếm tích lũy ở cả hai đầu |
Mỗi ứng viên là một lời giải thích có thể kiểm tra được. Việc xác nhận cơ chế đòi hỏi bằng chứng tương quan; triệu chứng tự nó không phải là tên của một thành phần bị lỗi.
7. Ghép nối Cải tiến EMC với Chức năng bị lỗi
Bảo vệ Đầu vào mà không tạo ra Sai số Đo lường Mới
Việc bảo vệ và lọc đầu vào phải tính đến sự suy giảm nhiễu, trở kháng nguồn, thời gian ổn định và sự phù hợp biên độ/pha của các kênh cảm biến điện áp và dòng điện. Một dạng sóng được làm mượt hơn bởi một tụ điện lớn hơn không tự động là phép đo công suất chính xác hơn.
Tại các nút tích hợp tín hiệu nhỏ, hãy bao gồm rò rỉ của bộ kẹp và công tắc tương tự trong đánh giá. Kiểm tra lại độ chính xác tải thấp cùng với khả năng miễn nhiễm sau khi sửa đổi.
Giữ cho các nút tham chiếu không di chuyển theo Dòng điện Trở về Bị nhiễu
Xem xét các kết nối tham chiếu nhạy cảm riêng biệt với các dòng điện trở lại nguồn cấp, kỹ thuật số và đầu ra đang thay đổi. Trở kháng chung có thể chuyển đổi các dòng điện đó thành sai số đo lường. Vị trí tách rời và đường đi trở lại quan trọng như điện dung danh định.
Hướng dẫn ứng dụng EMC 71M6511 của Analog Devices cung cấp các ví dụ liên quan đến đường đi tham chiếu, lọc đầu vào và bố trí mạch. Các giá trị điện trở và tụ điện của nó không nên được chuyển sang một thiết kế không liên quan mà không có phân tích.
Loại bỏ các sự kiện bộ so sánh sai mà không làm mất độ chính xác thời gian
Độ trễ hoặc điều kiện đầu vào phù hợp có thể giảm các chuyển đổi ngưỡng lặp lại. Tuy nhiên, độ trễ làm thay đổi điểm ngắt hiệu dụng và việc lọc gây ra độ trễ. Cả hai đều thuộc về ngân sách sai số chuyển đổi.
Logic điều khiển nên phát hiện các lỗi thời gian chuyển đổi, các trạng thái pha bất thường và các kết quả không hợp lệ, đồng thời ghi lại các sự kiện phục hồi. Khởi động lại bằng watchdog không tự động tính toán năng lượng trong thời gian gián đoạn. Xác thực xử lý dữ liệu và phục hồi cũng như khởi động lại thực thi.
Bảo toàn các xung hợp lệ trong khi bảo vệ giao diện
Driver, bộ cách ly, điện trở kéo lên, kẹp và bộ thu cần các yêu cầu điện và thời gian tương thích. Sau khi thêm bảo vệ, hãy kiểm tra lại độ rộng xung hợp lệ, hành vi cạnh và tốc độ đếm tối đa.
Khi cáp có vỏ bọc đi vào vỏ tủ dẫn điện, hãy đưa phần liên kết tại điểm vào vào nội dung đánh giá hệ thống điện. Xem tài liệu của VIOX về hướng dẫn sử dụng ốc siết cáp EMC. Việc che chắn tại điểm vào cáp chỉ giải quyết một phần của đường dẫn ghép nối; nó không thay thế cho thiết kế tham chiếu và đường dẫn hồi tiếp ở cấp độ bo mạch.
Xác minh nhiều hơn là chỉ một chỉ báo xung nhấp nháy
Ghi lại trạng thái vận hành bình thường, hành vi trong quá trình nhiễu và phục hồi theo tiêu chuẩn IEC 62052-11 hay GB/T 17215 phần và kế hoạch thử nghiệm sản phẩm. Các mức thử nghiệm và tiêu chí chấp nhận phụ thuộc vào phiên bản, cổng và điều kiện thiết bị liên quan. Một thiết bị triệt xung điện áp (TVS) hoặc sơ đồ tham chiếu không thể thiết lập sự tuân thủ cho toàn bộ cụm thiết bị.
Một quy trình xác minh hữu ích sẽ trả lời bốn câu hỏi: dạng sóng tích hợp có phục hồi không, quá trình chuyển đổi có hoàn tất đúng hạn không, số lượng nguồn và bộ thu có khớp nhau không, và sai số đo lường cùng dữ liệu được lưu giữ có đáp ứng các yêu cầu trước và sau sự kiện hay không?
Đối với tích hợp đầu vào, hãy kiểm tra vùng đầu vào. Đối với khử tích hợp, hãy kiểm tra độ dốc hồi tiếp và điểm cuối. Đối với các xung đo lường, hãy kiểm tra quá trình tích lũy và truyền dẫn. Việc kết nối các quan sát đó giúp phân biệt sai số đo lường, gián đoạn chuyển đổi và lỗi tiếp nhận đầu ra.
