1 - Keysight

Bem Vindo!
Com um novo ano, um novo início para a área de Teste e Medição da
Agilent
Rodrigo Vicentini
Agilent Technologies
January 2014
1
A+ Seminar Agenda- Brazil
Half day (4 hr.): am, pm, or evening
Time
Topic
15 min
Welcome , Introdução Keysight, Today’s Test Challenges
90 min
Scopes (4000-X Series)
45 min
Function Generators (new 33500s, 33220A, HH scope)
15 min
Break
45 min
Power (N6705 DC Power Analyzer, B2900 SMU)
Format: mix of slide presentation, guided demo, hands-on demo
Após a separação, o Grupo de Teste e Medição
Eletrônica da Agilent se tornará:
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O que Keysight significa?
Keysight foi construída a partir de duas palavras da língua inglesa:
• key, que significa indispensável ou essencial, um meio de
acesso.
• insight, que significa o poder de ver, ter visão e percepção.
O nome Keysight transmite a capacidade de ver o que os outros
não podem, oferecendo conhecimento crítico e importante para
entender e despertar constantes mudanças tecnológicas.
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Agilent Technologies
January 2014
4
Nosso propósito chave não mudou
Acreditamos na inovação e no pioneirismo
• Está no nosso DNA.
• Bill Hewlett e Dave Packard moldaram o
nosso propósito e nós fazem acreditar na
inovação e no pioneirismo há 75 anos.
• Lançaram o Vale do Silício.
• Estamos comprometidos a proporcionar
uma nova geração de inovações e
pioneirismo – despertando insights de
medição em você e com isto trazer uma
nova geração de tecnologias para o
mundo.
Agilent Technologies
January 2014
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A maior e mais forte empresa de Teste e Medição
Inovação, portifólio, pessoas
• Líder na maioria das categorias de
produtos, incluindo simulação, RF,
microondas e osciloscópios de alta
performance.
• O maior portofólio T&M
#
Empresa de
Teste e
Medição
Eletrônica
• O mais alto indice de lealdade do
consumidor da indústria.
Agilent Technologies
January 2014
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Keysight em Medição Eletrônica
A líder da industria
#1 em Aeroespacial e
Defesa
#1 em Comunicações
#1 em manufatura,
computadores,
semicondutores
CORE TECHNOLOGY PLATFORMS
Osciloscópios | Analizadores de Spectrum | Analisadores de Rede| Fontes e Analisadores de Sinal Signal |
One-Box Testers
Agilent Technologies
January 2014
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Pesquisa de Medição Keysight Technologies
Instrumental para o nosso futuro
Pesquisa aplicada
Centro de design ASIC
Centro de tecnologia de alta frequência
Times de pesquisa em toda a organização global
Alinhado às divisões para comercialização de
R&D
Agilent Technologies
January 2014
8
Primeiro a indústria: 3 anos de garantia em todos os
nossos produtos
Somente o vendedor T&M oferece 3
anos de garantia
“Os 3 anos de garantia são a melhor
coisa que a Agilent já fez por nós,
desde o início da nossa parceria!!”
-- Principal cliente de comunicação
9
DÚVIDAS?
Agilent Technologies
January 2014
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Depuração Avançada com Osciloscópios
11
Portfólio de Osciloscópios
DCA-X Sampling
InfiniiVision Oscilloscopes
Agilent custom
ASIC
technology
designed for
market leading
performance.
Agilent custom ASIC technology
designed for market leading
value.
U1600
Series
U2700 1000 Series
Series
2000 X-Series 3000 X-Series
4000 X-Series
90000 Q-Series
90000 X-Series
90000 Series
6000L Series
9000 Series
InfiniiVision Oscilloscopes
Bandwidth
Sample rate
Memory depth
Channels
MSO
Display
Update rate
InfiniiScan Zone
WaveGen
DVM
Mask test
Segmented
Serial decode
Search & nav
Power analysis
Advanced math
HDTV video
2000 X-Series
3000 X-Series
4000 X-Series
70/100/200 MHz
2 GSa/s
100 kpts std, 1Mpts option
2 or 4 analog
+ 8 digital
8.5” WVGA
50,000 wfm/s
No
Option
Option
Option
Option
5 Protocols
Serial only
No
No
No
100/200/350/500M, 1 GHz
4 GSa/s (5 GSa/s on 1GHz)
2 Mpts std, 4 Mpts option
2 or 4 analog
+ 16 digital
8.5” WVGA
1,000,000 wfm/s
No
Option
Option
Option
Option
9 Protocols
Standard
Option
Option
Option
200/350/500M, 1/1.5 GHz
5 GSa/s
4 Mpts standard
2 or 4 analog
+ 16 digital
12.1” SVGA capacitive touch
1,000,000 wfm/s
Standard
Option, Dual-Ch AWG
Option
Option
Standard
11 Protocols, including USB
Standard
Option
Standard
Option
Depuração Avançada com Osciloscópios
Agenda
Tempo
O que será coberto
10
Lab #1
GUI / Painel Frontal: Visão Geral
10
Lab #2
Encontrando eventos infrequentes
20
Lab #3
Trigger avançado
20
Lab #4
Técnicas para maximizar a memória
20
Lab #5
Decodificação e Trigger Serial
10
Lab #6
Integração de Instrumentos
10
Perguntas
Velocidade
Facilidade de Uso
Integração
Lab #1
GUI e Painel Frontal
15
Vejamos uma Demonstração ao Vivo
(clock w/ infrequent glitch)
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O que aprendemos?
• A série 4000 X apresenta a única tela touchscreen capacitiva do Mercado
• O osciloscópio da linha 4000X é o único da sua classe com display
capacitivo e sensível ao toque;
• A interface sensível ao toque facilita o uso de cursores, medidas e
posicionamento da forma de onda no display;
• O teclado na tela agiliza o uso do tradicional knob.
Lab #2
Encontrando eventos
infrequentes (mask)
18
Pesadelos mais comuns dos engenheiros de hardware:
Glitch
Logical threshold
Tx
1 0 1 0 1 0 1 1? 1 0 1 0 1 1? 1 0
Rx
Non-Monotonic Edge
Logical threshold
Tx
1 0 0? 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1? 0 1 0
Metastable Edge
Rx
Logical threshold
Tx
1 0 1 0 1 0 0? 0 1 0 1? 0 1 0 1 0
Causas mais comuns: problemas de terminação (reflexões, ondas
estácionárias), problemas de casamento, acoplamento de “crosstalk” etc.
Rx
Qual o processo de depuração num osciloscópio?
Glitch
1. Primeiro, ver e identificar o problema que realmente
existe.
Non-Monotonic Edge
2. Segundo, isolar o problema.
3. Terceiro, encontrar as possíveis causas do
problema e sua origem.
Metastable Edge
Maior taxa de atualização = Menor Tempo Morto
Scope with a slower update rate
Long Dead Time = Decreases the chance of capturing rare events
4000 X-Series’ fast update rate = 1,000,000
wfm/s
Short Dead Time = Increases the chance of capturing rare events
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Arquitetura Tradicional CPU
Arquitetura Agilent MegaZoom IV
Vejamos uma Demonstração ao Vivo
(taxa atualização: 1 M vs. 55k e teste de máscara)
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O que aprendemos?
• Alta taxa de atualização no osciloscópio permite encontrar problemas
mais rapidamente, reduzindo o tempo de depuração.
• O hardware da Agilent tipo SoC não é dependente da CPU e roda
assincronamente aos processos da CPU, mantendo sempre a velocidade
do osciloscópio em máxima.
• Ferramentas como persistência infinita e teste de máscara podem ajudar
a caracterizar sinais complexos, tais como ruído, facilitando a visualização
de eventos raros.
• Visualização é o primeiro passo do processo de depuração.
Lab #3
Trigger avançado
26
Vejamos uma Demonstração ao Vivo
(sinal: “edge” não-monotônico -> mostrar triggers manuais e por zona)
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O que aprendemos?
• Osciloscópios oferecem uma grande variedade de triggers em hardware.
Alguns requerem configurações mais complexas que outros.
• A linha 4000X oferece trigger por qualificação por zona como padrão.
• Cada pixel da tela é mapeado no chip MegaZoom IV. Um processo em
hardware é usado para estabelecer o trigger em 200 mil vezes por
segundo.
Lab #4
Técnicas para maximizar a
memória
29
Você pode capturar mais informação com menos
memória?
Situação:
• Você que principalmente trabalha em depuração de protótipo, vai
quererem encontrar os eventos infrequentes. Usualmente, você quer
capturar o máximo de falhas possíveis. A interface sensível ao toque da
linha 4000X vai ajudar na depuração. Você também vai se beneficiar da
taxa de atualização. Entretanto um amigo vai dizer que você vai precisar
de mais memória.
Aquisição tradicional de memória profunda
Tempo de aquisição = Profundidade de memória/Taxa de Amostragem
Aquisição em Memória Segmentada
Captura seletivamente mais dados de formas de onda com
marcadores de tempo precisos em cada segmento.
400 ms
#1
#2
#3
#4
1
#5
2
3
4
#6
….…...
#7
#8
……...
1000
Segment #1000
@ t = 400 ms
Memória Equivalente = Janela de tempo x Taxa de
Amostragem
2 GPts= 400 ms x 5 GSa/s
#1000
Vejamos uma Demonstração ao Vivo
(RF burst)
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Lab #5
Trigger e Decodificação
Serial
34
Benefícios da Decodificação Serial
• Um design com sinais mistos pode apresentar problemas de integridade
analógica.
• Você vai querer saber sobre os impactos da integridade de sinais
analógicos nos sinais digitais.
• Você necessitará de alta taxa de atualização para capturar e visualizar o
problema analógico e também necessitará decodificar os sinais digitais e
determinar possíveis correlações.
Arquitetura Tradicional CPU
Arquitetura Agilent MegaZoom IV
Vejamos uma Demonstração ao Vivo
(I2C -> trigger)
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Lab #6
Geração de Forma de Ondas
Arbitrárias
39
Osciloscópio InfiniiVision 5 em 1 da Agilent
•
•
•
•
•
Osciloscópio: visualização de sinais analógicos
Analisador Lógico: visualização de sinais digitais
Analisador de Protocolos: Decodificação e trigger de protocolos seriais
Gerador de Funções: Geração de funções e sinais arbitrários
DVM: voltímetro digital de 3 dígitos
Vejamos uma Demonstração ao Vivo
(Wave Gen -> arbitrary waveforms)
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Oficina sobre geradores de funções: geração
precisa e flexível de formas de onda
Seminário prático A+
Agilent Technologies
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Programação
Fundamentos sobre geradores de formas de onda
Desafios de teste com aprendizado prático
• Como gerar sinais com alta integridade
• Como criar formas de onda longas e complexas
Resumo, BenchVue e instrumentos básicos
Agilent Technologies
January 2014
43
Programação
Fundamentos sobre geradores de formas de onda
Desafios de teste com aprendizado prático
•
•
•
•
Como gerar sinais com alta integridade
Como criar saídas diferenciais
Como sequenciar segmentos de formas de onda
Como criar formas de onda longas e complexas
Resumo, BenchVue e instrumentos básicos
Agilent Technologies
January 2014
44
Pergunta-surpresa
Qual foi o primeiro produto feito pela HP/Agilent/Keysight há
mais de 75 anos?
O oscilador de áudio HP 200A, vendido para Walt Disney
para a produção do filme "Fantasia".
Esse oscilador de áudio equivale a um gerador de formas de
onda moderno.
1938
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
2010
2014
Agilent Technologies
January 2014
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Fundamentos sobre geradores de formas de onda
Teste, verifique e caracterize designs e produtos
Aplique um sinal
Meça a resposta do DUT
Utilize sinais diversos
Senoidal
Quadrada
Rampa
Onda senoidal, quadrada,
em rampa, triangular
Triangular
Pulsada
Arbitrária
AM, FM, PM, FSK, PWM
Pulsos com tempos de borda variáveis
Offset CC
Formas de onda arbitrárias
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46
Instrumentação
- Gerador de funções
Funções padrões
Saídas sintetizadas (DDS), com recursos de modulação integrados
- Gerador de formas de onda
Todos os sinais básicos, mais...
Varredura aprimorada, mais...
Ferramentas integradas exclusivas
para a geração de sinais, mais...
Várias maneiras de transferir suas
formas de onda para aplicações
específicas
Agilent Technologies
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47
Outros tipos de geradores de sinais
- Gerador de sinais de RF
Geração de sinais analógicos
Frequências em RF e micro-ondas
Geralmente precisa de uma fonte externa de sinal modulante
- Gerador de pulsos
Geração de sinais digitais
Pode controlar tempo de subida,
tempo de descida, fase
Várias saídas de dados seriais
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Aplicações típicas
Sinais com trem de pulsos
Substituição de clock
Tolerância a ruídos e a jitter
Formas de onda arbitrárias
Sinais do mundo real
Testes de amplificadores
Onda senoidal e multitom para resposta em frequência, distorção
Onda quadrada/pulso para tempo de subida, overshoot, atraso
Onda em rampa/triangular para linearidade, clipping
Agilent Technologies
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49
Aplicações típicas (continuação)
Fonte de modulação
Oferece AM, FM, PM e sinais
personalizados para geradores de RF
Dois canais para modulação de fase
e quadratura (IQ)
PWM
Acionadores de motor, amplificadores
classe D
Sensores e atuadores automotivos
Fontes de alimentação comutáveis
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Técnicas de geração
Síntese digital direta (DDS)
Tecnologia padrão para geradores de funções
-Solução de baixo custo para as formas de onda mais comuns
-Saída representa a fase da forma de onda depois que a
tabela de referência é aplicada
-Pode perder ou repetir pontos de modo imprevisível,
dependendo da frequência
33120A
33210A
33220A
33250A
81150A
Agilent Technologies
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51
Técnicas de geração
Point per clock (PPC)
Empregada em geradores de sinais de ponta
-Maior custo, mais complexa para larguras de banda maiores
-Armazena pontos na memória e os reproduz
-Requer clocks e filtros com baixo ruído e frequência variável
N6030A
M8190A
81180B
Agilent Technologies
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Técnicas de geração
NOVA tecnologia Trueform
A mais nova tecnologia de geração de formas de onda
-Oferece o melhor da DDS e da PPC
-Algoritmos avançados para a geração de sinais digitais
-Tecnologia de ponta em um instrumento de baixo custo!
Série 33500B
e a NOVA
série 33600A
Agilent Technologies
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53
Benefícios da tecnologia Trueform
Melhor fidelidade de sinal
Sem perder pontos em frequências maiores
Sempre com anti-aliasing, reproduz com qualquer taxa
O menor jitter
DDS: tipicamente 200 ps
Trueform: <1 ps, 200 vezes melhor
Menos distorção
Distorção harmônica total <0,03%
5 vezes melhor que a DDS
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Programação
Fundamentos sobre geradores de formas de onda
Desafios de teste com aprendizado prático
• Como gerar sinais com alta integridade
• Como criar formas de onda longas e complexas
Resumo, BenchVue e instrumentos básicos
Agilent Technologies
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Equipamentos para os laboratórios
NOVO gerador de formas de onda Trueform 33522A,
2 canais e 30 MHz
16 bits de resolução, 250MSa/s de taxa de amostragem,
16 Mpts de memória por canal
LAN e USB padrões; GPIB opcional
Gerador de formas de onda 33220A, 1 canal e 20 MHz
14 bits de resolução, 50 MSa/s de taxa de amostragem,
64 kpts de ondas arbitrárias
Interfaces GPIB, LAN, USB
Osciloscópio MSOX4154A, 1.5 GHz
5 GSa/s de taxa de amostragem, 4 Mpts
de memória
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Familiarização com os geradores de formas de onda
Trueform
Controles para navegação e para
aumentar e diminuir
valor/unidade
12 modelos Trueform:
(8) Série 33500B: 20 ou 30 MHz
Seleção de
Teclado
formas de onda numérico
(4) Série 33600A: 80 ou 120 MHz
Onda senoidal, quadrada, em rampa,
pulso, triangular, ruído, PRBS,
funções CC padrões
Memória:1 Mpts e 4 Mpts
(16 M e 64 M opcionais)
Resolução: 14 e 16 bits
Taxa de amostragem: 1 GSa/s
Jitter: <1 ps
Teclas
multifuncionais
Terminais
do gerador
Configuração
de saída do
canal
THD: 0,03%
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Reprodutor de IQ opcional
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Laboratório 1: Como gerar sinais com alta integridade
Desafios de teste mais comuns:
Reproduzir uma onda arbitrária com imperfeições
Reproduzir o mesmo sinal ciclo a ciclo em frequências maiores
Simular um sinal complexo
Obter sinais com a melhor qualidade possível
Como a tecnologia Trueform ajuda:
Os geradores de formas de onda Trueform têm a melhor integridade de sinal da
indústria
• Jitter <1 ps; alta resolução com 14 e 16 bits
Reproduz cada ponto tal como projetado
Tensão de saída com configurações de impedância
Nenhuma das limitações da DDS (p. ex., sinais distorcidos e perda de pontos)
Agilent Technologies
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Laboratório 1: Como gerar sinais com alta integridade
Objetivo do laboratório: demonstrar a diferença entre as
formas de onda arbitrárias da tecnologia DDS e Trueform
Equipamento:
Osciloscópio
2 cabos BNC
33500B
33250A
Agilent Technologies
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Laboratório 1: Configuração
Usando 2 cabos BNC, conecte o canal 1 do 33500B ao canal 1
do osciloscópio, e a saída do 33220A ao canal 2 do
osciloscópio.
Opcional: No painéis traseiros, conecte a saída de 10 MHz do
33500B à entrada de 10 MHz do 33250A para garantir que
ambos tenham a mesma referência de clock.
Reinicie o 33500B para voltar ao estado padrão de fábrica ou
pressione System → Set to Defaults → Yes.
No 33220A, pressione Store/Recall → Set to Defaults → Yes
Agilent Technologies
January 2014
60
Laboratório 1:
Configurando o 33500B
Negrito: botão no painel frontal
Negrito azul: tecla multifuncional
Itálico: comentários
1. Na unidade 33500B, pressione Waveform → Arb → Arbs
→ Select Arb, navegue pela memória interna com o botão
giratório e selecione “GLITCH01.barb”. Aperte Select para
selecionar a forma de onda arbitrária.
2. Na unidade 33500B, pressione Channel 1 → Output Load
→ Set to High Z. O canal 1 do 33500B está configurado
com carga de saída com alta impedância para casar com a
impedância de entrada do osciloscópio.
3. Em Channel 1, aperte Output → On para ativar a saída.
Agilent Technologies
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Laboratório 1:
Configurando o 33500B
Negrito: botão no painel frontal
Negrito azul: tecla multifuncional
Itálico: comentários
4. Pressione Waveform → Arb → Filter e selecione o filtro
Normal. O 33500B tem vários filtros e o filtro Normal é
similar ao usado no 33220A.
5. Pressione Units → Arb rate e selecione Freq. A unidade
padrão de fábrica é "Arb rate". Mudando a unidade para
frequência, podemos editar a frequência da onda arbitrária
diretamente, sem ter que calcular a frequência
equivalente da taxa de amostragem dada.
Agilent Technologies
January 2014
62
Laboratório 1:
Configurando o 33220A
Negrito: botão no painel frontal
Negrito azul: tecla multifuncional
Itálico: comentários
6. Na unidade 33220A, aperte ARB → Select Wform →
Stored Wform → Arb Mem 1 ou 2 (chamada GLITCH) →
SELECT ARB para gerar a forma de onda arbitrária.
7. Configure a carga de saída com impedância alta
pressionando Utility → Output Setup e High Z para casar
com a impedância de entrada do osciloscópio. Pressione
Done.
8. Pressione Output para ativar a saída.
Agilent Technologies
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Laboratório 1:
Configurando parâmetros
Negrito: botão no painel frontal
Negrito azul: tecla multifuncional
Itálico: comentários
9. Configure a frequência em 1 kHz e a amplitude em 200
mVpp tanto no 33500B quanto no 33220A.
a. No 33500B, selecione Parameters→Arb Freq. Use o teclado
numérico para inserir 1 seguido de kHz. Selecione Amplitude→ e
use o teclado numérico para inserir 200 mVpp. Da mesma forma,
selecione Offset 0 Vpp.
b. No 33220A, selecione Arb e use o teclado numérico para inserir 1
seguido de kHz. Selecione Ampl → e use o teclado numérico para
inserir 200 mVpp.
Agilent Technologies
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Laboratório 1: Visualizando as formas de onda
10. No osciloscópio, ligue os canais 1 e 2 e aperte Autoscale.
a.
Ajuste as posições verticais dos sinais girando os knobs dos canais
1 e 2. Mude a escala para 1 V/div. para cada canal.
11. Configure a frequência de ambas as unidades em 100 kHz
e observe as formas de onda aparecerem no osciloscópio.
a.
Aperte Autoscale no osciloscópio.
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65
Laboratório 1: Trueform vs. DDS
12. Aumente a frequência até 1000 kHz em passos de 100
kHz usando o botão giratório ou o teclado numérico.
13. Desconecte o canal 1 do 33500B.
14. Agora volte para 1 kHz no 33220A. Pressione Autoscale.
A forma de onda está boa agora.
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January 2014
66
Laboratório 1: Falhas da DDS
15. Volte para 400 kHz no 33220A. Aperte Autoscale. A saída
deve estar perdendo duas ou três falhas.
16. Volte para 1 kHz (Autoscale), depois para 500 kHz
(Autoscale). A saída agora está perdendo outras falhas.
Agilent Technologies
January 2014
67
Laboratório 1: Análise
Por que o resultado do gerador com DDS é diferente do gerador
com Trueform?
-A DDS perdeu pontos, a Trueform não.
O gerador com DDS foi previsível?
-Não.
Observação: perder pontos aleatoriamente em frequências maiores
é um problema conhecido dos geradores com DDS. A tecnologia
DDS funciona bem na maioria das aplicações com geradores de
funções (não arbitrário).
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January 2014
68
Laboratório 2: Como criar formas de onda longas e
complexas
Desafios de teste mais comuns:
Sinais longos que não se repetem
Sinais simples que precisam de muita resolução de tempo
Simular um protocolo de dados digital
Simular uma portadora modulada digitalmente
Como a tecnologia Trueform ajuda:
Memória profunda
Taxa de amostragem de 1 GSa/s
Geração de formas de onda com precisão Trueform
Ampla memória interna para armazenar todas as formas de onda
Agilent Technologies
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69
Laboratório 2: Como criar formas de onda longas e
complexas
Objetivo do laboratório: enfatizar a memória mais profunda
para sinais complexos
Equipamento:
33500B
Conjunto de alto-falantes personalizado (opcional)
Agilent Technologies
January 2014
70
Laboratório 2: Configuração
(Opcional) Ligue o conjunto de alto-falantes personalizado e
conecte os cabos BNC aos canais 1 e 2 do 33500B.
Estabeleça as configurações padrões de fábrica do 33500B
pressionando System → Set to Defaults → Yes.
Agilent Technologies
January 2014
71
Laboratório 2: Configuração do canal 1
1. Aperte Channel 1 → Output Load → configure em 50
Ohm.
2. No canal 1 do 33500B, pressione Waveforms → Arb →
Arbs → Select Arb e selecione o arquivo “longwa01.barb”.
Para tal, use o botão giratório e as setas para navegar
pelos arquivos e aperte Select para gerar a forma de onda
selecionada. Isso irá gerar uma onda arbitrária de áudio no
canal 1.
3. Pressione Channel 1 → Output On para ativar a saída.
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72
Laboratório 2: Mudando a frequência
4. Pressione Units→Arb rate e escolha “Freq”. A unidade
padrão de fábrica é "Arb rate". Mudando a unidade para
frequência, podemos editar a frequência da onda arbitrária
diretamente, sem ter que calcular a frequência equivalente
da taxa de amostragem dada.
5. Aperte Parameters → Arb Freq. Use o botão giratório
para mudar a frequência em que sinal é reproduzido.
Agilent Technologies
January 2014
74
Laboratório 2: Análise
Como os geradores de formas de onda Trueform podem
ajudar a criar formas de onda arbitrárias longas e complexas?
-Ampla memória (4 Mpts padrão, 64 Mpts opcional)
-1 GSa/s de taxa de amostragem
-Sinais com alta precisão com a tecnologia Trueform
Agilent Technologies
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Programação
Fundamentos sobre geradores de formas de onda
Desafios de teste com aprendizado prático
•
•
•
•
Como gerar sinais com alta integridade
Como criar saídas diferenciais
Como sequenciar segmentos de formas de onda
Como criar formas de onda longas e complexas
Resumo, BenchVue e instrumentos básicos
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Trueform vs. DDS
DDS: Gerador de formas
de onda de 100 MHz
tradicional
Trueform: Gerador de
formas de onda de 80 e 120
MHz da Agilent
Melhorias
Jitter de borda
<200 ps
<1 ps
200x melhor
Reprodução de
formas de onda
personalizadas
Perde pontos da
forma de onda
Reproduz 100% dos pontos
Réplica exata da
forma de onda
Distorção
harmônica total
0,2%
0,03%
5x melhor
(App Note)
Filtro anti-aliasing
Suporte externo
Integrado e sempre usado
Controle anti-aliasing
Padrão
Crie sequências
complexas de formas
de onda facilmente
Sequenciamento
de ondas
arbitrárias
Não disponível
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January 2014
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Enfrentando os desafios atuais com os produtos de
alimentação da Agilent
Power Products
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February 2013
Fontes de alimentação CC
Fontes de alimentação programáveis CC sinais confiáveis e precisos
para dispositivos eletrônicos, subcomponentes, circuitos, etc.
Ambientes
-
Bancada
-
Validação de designs
-
Fabricação / ATE
Indústrias
-
Eletrônicos de uso geral
-
Aeroespacial / Defesa
-
Wireless
-
Médica
Muito mais do que uma bateria com
um botão
- Medições integradas de consumo de
energia
- Alta velocidade para simular
transientes CC
- Faixa dinâmica para caracterizar
correntes desde o repouso ao pico
- Proteção de segurança embutida
- Diferentes tamanhos
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Introdução: categorias de fontes de alimentação CC
Fontes básicas
• Manuais ou programáveis
• Usadas para polarização, alimentação de circuitos.
Fontes de alta performance
• Mais rápidas, mais precisas, mais potência
• Usadas tipicamente em aplicações de sistemas
Fontes modulares
• Compactas, flexíveis, combináveis
• Facilmente interligadas
Fontes de uso específico
• Simulação de baterias
• Unidades de alimentação e medição
• Simulação de células solares
Fontes com estrutura aberta
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Principais características das fontes de alimentação
básicas e tendências
Tecnologias básicas
-
Modo linear e chaveado
-
V ou I constantes, seleção de faixa,
combinações de V e I
-
Saídas precisas, medições de saída
e sensoriamento remoto
-
Combinação de fontes em série ou
em paralelo
-
Recursos de segurança
-
Controle da fonte via computador e
entrada analógica
-
Tecnologias de performance
-
Fornecimento preciso de tensão e
corrente
-
Resposta rápida a alterações de carga ou
do setpoint
-
Programação para redução de tensão
(down-programming)
-
Lista arbitrária de saída de tensão e
corrente
-
Sequenciamento de saídas múltiplas
-
Mudança automática de faixa para
corrente pulsada
-
Medições de corrente com carga zero
-
Emulação de células solares
Características físicas
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Medições de saída
Muitas fontes de alimentação têm voltímetro e amperímetro integrados
para medir sua própria saída
As medições podem ser exibidas no painel frontal ou consultadas em um
computador conectado à interface
Essas medições são muito úteis em sistemas controlados por computador
A precisão de medição (ou leitura) é especificada como uma porcentagem
da leitura mais uma margem de compensação
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Tendências: programação para redução de tensão
(down-programming)
 Capacitores descarregam lentamente
sob cargas leves
-Fonte de tensão estática:
sem problemas
-Níveis de tensão variáveis:
testes lentos
 Down-programming
-Reduz rapidamente a tensão de saída
-Diminui os tempos de descarga em
centenas de milissegundos
Figura 1: Um circuito de redução
de tensão com um FET nos
terminais de saída.
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Tendências: formas de onda arbitrárias/modo lista
• Recurso avançado disponível apenas nas fontes Agilent N6700 e 66000*
• O modo lista possibilita que uma fonte de alimentação gere uma forma de
onda como um gerador de formas de onda arbitrárias (ARB)
- Mais lento do que um ARB, mas MUITO mais potente do que um ARB
• Para cada ponto, programe uma V, uma I e um tempo de passo
• O modo lista altera a saída mais rapidamente do que um PC envia
comandos
• Exemplo: o modo lista executa rapidamente as condições de teste para
um rendimento mais rápido
V
*Também
disponível em
produtos
especializados:
fontes CA, cargas
CC
t
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O que é uma unidade de alimentação e medição (SMU)?
Uma SMU integra as seguintes características em cada
canal:
+I
• Fonte de tensão com 2 ou 4 quadrantes
• Fonte de corrente com 2 ou 4 quadrantes
• Voltímetro
• Amperímetro
-V
II
-V, +I
Drena
I
+V, +I
Gera
III
-V, -I
Gera
IV
-I, +V
Drena
+V
-I
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#3: Simulação de formas de onda de potência
Aplicação:
Formas de onda de potência ou transientes são variações
involuntárias da amplitude ou corrente de sinais de potência
Podem ocorrer devido a mudanças repentinas de carga, na fonte de
alimentação, energia externa
Exemplos de testes:
- Surtos de potência, simulação de picos
- Queda/redução de energia elétrica
- Simulação de interrupções
- Padrões ISO, acionamento de motor
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#2: Simulação de formas de onda e ruídos no passado
Criando ondas arbitrárias de potência
• PC: o usuário cria formas de onda no
software
• Gerador de ondas arbitrárias: gera as
formas de onda para a entrada de
programação externa da fonte
• Fonte de alimentação: gera formas de
onda de potência para o DUT
• Osciloscópio: verifica se a forma de
onda desejada foi gerada
Gerador de ondas
arbitrárias
Entrada de
programação externa
da fonte
PC com software que
cria a forma de onda
Osciloscópio checa a
forma de onda
• Para conhecer a corrente de saída da
fonte, seria necessário instalar um shunt
ou uma ponta de prova de corrente
• Forma de onda limitada pela largura de
banda de saída da fonte
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#2: Simulação de formas de onda e ruídos atualmente
Configuração atual:
Fontes modernas de alta performance
• Têm recursos integrados de ondas arbitrárias para
simular transientes
• Têm digitalizadores de medição para capturar o
sinal de saída
• Têm larguras de banda maiores
Criando a forma de onda arbitrária
• Ondas arbitrárias simples no painel frontal da fonte
• Software de edição de formas de onda pode estar
disponível
• Arquivos CSV ou dados da forma de onda podem
ser transferidos com uma memória USB
• Software personalizado com SCPI
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#2: Exemplo de teste funcional de alta velocidade
Unidade de controle de motor automotivo
Tensão
0
V/desativado
Atividade do
teste
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#3: Exemplo de varredura Id-Vg em MOSFET
Canal 2: o dreno de
corrente (escala log)
Canal 1: a tensão
de dreno (CC)
Gráficos podem ser
salvos como arquivos
JPEG.
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#3: Neste laboratório, usaremos as SMUs B2900A
Família de instrumentos de precisão
B2901A/B2902A/B2911A/B2912A
B2961A/B2962A
Características comuns da família B2900A:
1. Até ±210 V e ±3 A (CC) / ±10,5 A (pulsado) oferece maior
cobertura para testes de diversos dispositivos
2. Resolução de 10 fA e 100 nV possibilita caracterização
precisa de dispositivos e materiais
3. Teste, depuração e caracterização rápidos na bancada
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Lab 3: Fazendo uma varredura em um diodo
Plugue um diodo nas saídas Force High e Force Low, conforme abaixo.
CHANNEL 1 (Front of instrument)
Ground tab
Selecione Ch 1 Source Mode para Volts
Selecione a softkey
“Ch 1 Mode”
Selecione a
softkey “Volts”
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Configure o valor limite no canal 1
Selecione a softkey
“Ch 1 Limit”
Selecione o limite
para100 mA
Configure o valor limite no canal 1
Selecione a softkey
“Ch 1 Source”
Selecione o
valor em to 3 V
Depois de selecionar o
valor da fonte, ligue o
canal 1 pressionando o
botão “On/Off” próximo a
entrada do SMU .
Ligue o canal 1
Voce deve ver no display algo
similar a figura. Você deve ver
também o diodo aceso.
Use a rodinha para mover o
marcador até o valor de (3.00000
V). Aperte a rodinha e gire o
knob. Note que você pode mudar
a tensão com a medida em
andamento usando o rodinha.
Como você aumentou a tensão,
você eventualmente verá uma
tela similar a que está ao lado.
O que está acontecendo?
Por que a tensão aplicada não é
igual a medida?
Veja o canal 1 e configure a varredura
Desligue o canal 1.
Pressione a tecla “View” (em
cinza escuro) no canto
inferior direito um vez para
visualizar o Canal 1.
Retorne o valor do “source”
para 0 V.
Pressione as softkeys
“More…” e “Show Sweep”
conforme indicado.
Set up a Linear Single Sweep - 1
Use o rodinha or os botôes
com as setas para mover os
cursores até o menu de
“Sweep Parameters”.
Pressione a rodinha e mude
a varredura para “LINEAR
SINGLE”
Note que um ícone aparece
na parte superior direita do
menu, indicando que você
está operando em modo
varredura.
A+ Seminar: Power
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Configure a varredura
Use a rodinha ou botões
com setas para mover o
cursor. Mude o valor de
“Stop” para 3 V, e o número
de pontos para 61. Note
que o tamanho do “Step”
(ou degrau) muda
automaticamente.
Press o botão “View” duas
vezes para passar ao visor
gráfico. Tenha certeza que
o canal 1 está ligado e
pressione o botão “Trigger”
no canto esquerdo superior.
O que aconteceu?
Visualizando e modificando os gráficos
Pressione a softkey “Auto
Scale” para ter o gráfico
conforme ao lado.
Agora mova o marcador
usando a rodinha até
selecionar o termo
“LINEAR” na parte
superior do gráfico. Aperte
o knob e mude a escala
para “LOG”. Vecê deve
ver ao similara ao gráfico
ao lado.
Se houver interesse,
pressione a softkey “Show
Cursors” e mexa os
cursores do gráfico..
Obrigado!
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