Выбор осциллографа для проектирования инверторов Опции

[schrodinger'...]

Помогите, пожалуйста, выбрать осциллограф для разработки устройств силовой электроники (инверторов для вентильных двигателей), который бы позволял отлаживать логическую часть схемы, реализованную на DSP с тактовой частотой ~100Мгц, а так же наблюдать переходные процессы в силовых ключах.
Пока склоняюсь к трём моделям MSO2024 фирмы Tektronix, MSOX3024A и MSOX3034A фирмы Agilent. Все модели имеют большую длину записи. Третья модель хоть и существенно дороже, имеет большую частоту пропускания, что немаловажно для исследования фронтов переключения ключей. На сайте Tektronix приводится любопытная методика измерения энергии переключения силовых ключей в работающей схеме.
Интересно Ваше мнение по следующим вопросам:
1. Если кто-то пользовался этими осциллографами, насколько удобны эти модели для отладки цифроаналоговых схем? Какие другие модели Вы посоветуете?
2. Достаточно ли полосы 200-350МГц для наблюдения фронтов открывания и закрывания современных IGBT и MOSFET транзисторов?
3. Как обеспечить безопасность осциллографа при измерении напряжения до 380В (линейное)? Подойдут ли пробники P5205, P5100? Как совместить безопасность измерений и широкую полосу пропускания пробника?
4. Возможно ли измерение токов несколько сот ампер с полосой пропускания 200-300МГц? Пробник TCP0030 имеет частоту пропускания 150Мгц, а пробники для измерения токов в несколько сот ампер имеют полосу пропускания на 1-2 порядка ниже.

[AlexandrY]

... Пока склоняюсь к трём моделям MSO2024 ...

У Тектроникса для этих целей есть TPS2024 с изолированными входами. И пробники будут дешевле.
И как в инверторе применить клещевые пробники тока интересно. Только для забавы наверно.
Там же высокочастотные токи не должны покидать пределов платы и в крайнем случае выходить наружу параллельно с шиной земли.

[IgorTek]

У Тектроникса для этих целей есть TPS2024 с изолированными входами. И пробники будут дешевле.
И как в инверторе применить клещевые пробники тока интересно. Только для забавы наверно.
Там же высокочастотные токи не должны покидать пределов платы и в крайнем случае выходить наружу параллельно с шиной земли.

Да, Вы правы, действительно есть решение на базе TPS2000. http://eliks.ru/kio/index.php?ELEMENT_ID=2...phrase_id=66757 Но: его функционал существенно меньше решений на базе DPO3PWR, нет логического анализатора и существенно затруднено использование токовых пробников и активных дифференциальных тоже, т.к. нет возможности получить питание для них от осциллографа. Надо покупать отдельный источник питания 1103 (85 тыс. рублей).

Относительно подключения токовых пробников в тестируемую систему. Да, это всегда было проблемой независимо от выбранного решения.
В макетах и демо-платах применяют такие измерительные петли, впаеваемые в плату (см. приложенные рисунки):

Сообщение отредактировал IgorTek - May 12 2011, 06:52

Эскизы прикрепленных изображений

 

[schrodinger'...]

Спасибо за интересное обсуждение.
Что такое измерение с плавающим потенциалом? Правильно ли я понимаю, что в TPS2024 встроена гальваническая развязка каждого входа?
Если да, то это довольно интересно. Но может ли TPS2024 быть расширен до осциллографа смешанных сигналов?


И ещё вопрос. Может ли токовый пробник TCP0150 использоваться с TPS2024? Почему то в datasheet этого пробника нет среди рекомендуемых?
Могут ли с TPS2024 использоваться пробники CP031, CP150 от LeCroy?

[IgorTek]

Спасибо за интересное обсуждение.
Что такое измерение с плавающим потенциалом? Правильно ли я понимаю, что в TPS2024 встроена гальваническая развязка каждого входа?
Если да, то это довольно интересно. Но может ли TPS2024 быть расширен до осциллографа смешанных сигналов?


И ещё вопрос. Может ли токовый пробник TCP0150 использоваться с TPS2024? Почему то в datasheet этого пробника нет среди рекомендуемых?
Могут ли с TPS2024 использоваться пробники CP031, CP150 от LeCroy?

Измерения с плавающим потенциалом – это измерения, в которых нулевой провод измеряемой схемы не связан с общей землей и имеет неизвестный (плавающий) потенциал относительно земли. Если Вы подключите к такой измерительной системе свой осциллограф, у которого нуль (общий для всех входов и собственной внутренней схемы) будет сидеть на земле (или также не подключен к земле), то возможно появление разности потенциалов (до нескольких сот вольт) между нулем осциллографа и нулем измерительной схемы с печальными последствиями как для осциллографа, так и измеряемой схемы и даже для оператора (если он держится за ноль осциллографа, что вполне возможно для некоторых пробников или кабелей, у которых внешний разъем (ноль) не изолирован).
Типичная ситуация – когда схема питания измеряемой схемы и осциллографа получают сеть с разных обмоток понижающего трансформатора. Системы импульсного питания – также часто могут потребовать работы с плавающим потенциалом, т.к. имеют импульсные высокочастотные трансформаторы.

Именно для измерений в таких системах предназначены осциллографы с изолированными каналами типа TPS2024.
Они обеспечивают безопасные измерения в схемах с плавающим потенциалом, т.к. имеют внутреннюю гальваноразвязку между нулями каждого из своих входов, а также землей питающей сети.

TPS2024 нельзя превратить в осциллограф смешанных сигналов.
К нему нельзя подключить пробник TCP0150, как впрочем и пробники LeCroy, т.к. он не имеет возможность запитать эти пробники ( в отличие от MSO3000) .

С другой стороны, любой высоковольтный дифференциальный пробник обеспечивает развязку от плавающего потенциала внешней схемы в пределах своей спецификации. Поэтому, если на вход подключен именно дифференциальный пробник, вы можете не беспокоиться насчет плавающего потенциала. Его дифференциальный пробник эффективно подавляет на входе в осциллограф. Поэтому, любой дифференциальный пробник превращает осциллограф в гальваноразвязанный по входу, которому он подключен. (ну а токовый пробник обеспечивает гальваноразвязку в силу своей конструкции).

[AlDed]

С другой стороны, любой высоковольтный дифференциальный пробник обеспечивает развязку от плавающего потенциала внешней схемы в пределах своей спецификации. Поэтому, если на вход подключен именно дифференциальный пробник, вы можете не беспокоиться насчет плавающего потенциала. Его дифференциальный пробник эффективно подавляет на входе в осциллограф. Поэтому, любой дифференциальный пробник превращает осциллограф в гальваноразвязанный по входу, которому он подключен.

при этом следует обратить особенное внимание на то, что для любого диф. пробника значение напряжения между землей и входом "в пределах своей спецификации" имеет ограниченное значение. Так например для пробника Tekrtonix P5205A максимально допустимое напряжение между землей и одним из входов составляет 2300В, но максимальное дифференциальное напряжение между входами составляет 5600В.
поэтому когда будете "не беспокоиться насчет плавающего потенциала" не забывайте об этом значении, когда оно близкое к этому значению или превышает его, то самое время начать беспокоиться
В даташитах оно называется "Common Voltage"

[schrodinger'...]

Скажите, пожалуйста, чем осциллографы Tektronix серий 3000 отличаются от серий 2000?
Вот вижу ощутимое различие в цене.
Правильно ли я понимаю, что софт DPO3PWR не пойдёт на 2000-х?
Насколько это важно?
Вроде бы все пробники (TCP0150, P5205A) и даже TEK-DPG совместимы с 2000-ми.
Возможно ли измерение потерь переключения на 2000-м вручную?
Есть ли ещё какие-то достоинства 3000-х?
Посоветуете ли Вы сэкономить на осциллографе и купить 2024?
Заранее спасибо

[IgorTek]

Скажите, пожалуйста, чем осциллографы Tektronix серий 3000 отличаются от серий 2000?
Вот вижу ощутимое различие в цене.
Правильно ли я понимаю, что софт DPO3PWR не пойдёт на 2000-х?
Насколько это важно?
Вроде бы все пробники (TCP0150, P5205A) и даже TEK-DPG совместимы с 2000-ми.
Возможно ли измерение потерь переключения на 2000-м вручную?
Есть ли ещё какие-то достоинства 3000-х?
Посоветуете ли Вы сэкономить на осциллографе и купить 2024?
Заранее спасибо

Извините за за задержку с ответом!

Q.:чем осциллографы Tektronix серий 3000 отличаются от серий 2000?

A: Осциллограф серии MSO/DPO2000 - реплика серии MSO/DPO3000, но с пропорциональным снижению цены ухудшением параметров:
• частота дискретизации у серии 2000 в реальном времени 1 GS/s против 2,5 GS/s в серии 3000
• длина памяти 1МБ на канал против 5 МБ/канал в серии 3000
• в отличие от серии 3000 в 2000 нет режима повышенной до 8 ГГц частоты дискретизации логического анализатора (режим MagniView)
• Экран в серии 2000 заметно хуже серии 3000:
o размер экрана 7 дюймов против 9 дюймов в серии 3000
o разрешение экрана 480 х 234 против 800 x 480
• серия 2000 имеет только высокоомный вход ( 1 МОм), тогда как серия 3000 имеет 3 режима входов: 1 Мом, 75Ом и 50 Ом.
• Серия 2000 ( в отличие от серии 3000) не имеет выхода внешней синхронизации (только вход), LAN –интерфейс – опциональный
• Серия 2000 поддерживает декодирование, синхронизацию и анализ шин: I2C, SPI, CAN, RS-232,422,485, UART, LIN
Тогда как серия 3000 кроме этих протоколов поддерживает:
• Аудиошины I2S, TDM,
• Измерение сигналов ТВ высокой четкости
• Измерение мощности (DPO3 PWR) Эта функция недоступна для моделей серии 2000.

Именно поддержка последней опции делает выбор серии 3000 для Вас лучшим выбором.
Пытаться вручную на серии 2000 воспроизвести измерения заложенные в модуле DPO3PWR нереально. А возможности, которые дает эта опция для разработчиков силовой электроники, на мой взгляд трудно переоценить.
Кроме того, хотя серия 2000 поддерживает активные дифференциальные и токовые пробники стандарта TekVPI, его собственный встроенный источник питания недостаточно мощный, и, поэтому, скорее всего потребуется докупить опцию питания пробников (правда, довольно недорогую).

Стоит ли экономить на осциллографе? Это тот вопрос, который каждый решает для себя индивидуально и исходя из финансирования. Однако, я часто встречаюсь с подходом наших инженеров, - лучше сэкономить деньги, а задачку решить на коленке с помощью самодельных приспособ. Только в этом случае стоит учесть следующее:

• Вы экономите на инструменте, но тратите свое (подчас, недешевое) время квалифицированного инженера-разработчика на то, чтобы воспроизвести то, что уже до Вас прекрасно сделали разработчики осциллографов
• когда Вы все-таки героически (но долго) самостоятельно воспроизведете функции, на которых сэкономили при покупке осциллографа, окажется, что Ваша разработка опоздала, Вас опередил кто-то другой, вооруженный более производительным (в смысле экономии времени пользователя) инструментом.

Решать Вам…

[schrodinger'...]

Спасибо за развёрнутый ответ