Oscyloskop próbkujący

Oscyloskopy próbkujące pozwalają na pomiary sygnałów szybkozmiennych w abstrakcyjnie szerokim paśmie częstotliwości. Okupione jest to jednak możliwością obserwacji jedynie przebiegów sygnałów powtarzalnych. Przyrządy te pobierają próbki napięcia sygnału wejściowego i zapamiętują je. Przy każdym następnym sygnale na bardzo krótki czas otwierana jest bramka wejściowa - odbywa się to z przesunięciem w czasie. Złożenie wszystkich pobranych próbek pozwala na odtworzenie sygnału wejściowego, czy to bezpośrednio za pomocą lampy oscyloskopowej, czy poprzez układy cyfrowe.
***

 Oscyloskopy pracujące w czasie rzeczywistym generalnie osiągają pasmo do 20 GHz, przy próbkowaniu 100 GS/s. Dostępne są też modele o paśmie 100 GHz i próbkowani 240 GS/s - czyli mają parametry oscyloskopu próbkującego. Dlaczego więc oscyloskopy próbkujące są produkowane? 
Oczywiście chodzi o pieniądze. Oscyloskop próbkujący może być nawet dziesięć razy rańszy od oscyloskopu pracującego w czasie rzeczywistym. Skąd taka różnica w cenie? Porównajmy parametry:
Oscyloskop czasu rzeczywistego:  20 -100 GHz, 240 GS/s, 8 bit
Oscyloskop próbkujący I:  20 GHz - 100 GHz, 10 MS/s, rozdzielczość 14 bit
Oscyloskop próbkujący II:  80 GHz, 300 kS/s, rozdzielczość 16 bit
Oscyloskop próbkujący musi zebrać i przetworzyć znacząco mniej danych. Ponieważ ma na to mniej czasu jego przetworniki mogą mieć wyższe rozdzielczości.

***

Generalnie oscyloskop próbkujący jest wyposażony w przetworniki o maksymalnej częstotliwości próbkowania mniejszej niż pasmo przyrządu. Choć wydaje sie to złamaniem warunku Nyquista twierdzenia Kotielnikowa-Shannona to dzięki badaniu sygnałów powtarzalnych możemy wykonać próbkowanie w czasie ekwiwalentnym. Przetworniki (przetwornik) oscyloskopu pobierze w pierwszym przebiegu sygnału tyle próbek ile umożliwiają jego podzespoły, a kolejne próbki będzie gromadzić przy kolejnych badanych przebiegach. Oscylogram, który zobaczymy na ekranie będzie złożeniem wielu przebiegów zarejestrowanych przy wielu wyzwoleniach.
Przykłądowo PicoScope 9211A 12GHz 16bit oscyloskop próbkujący za 45000 zł pobiera próbki częstotliwością do 200 kHz, ponieważ w oscyloskopie próbkującym (samplingowym) najważniejsza nie jest jak dużo próbek na sekundę pobiera, tylko na jak krótki okres czasu potrafi otworzyć bramkę pobierającą próbkę. Oscyloskopy pracujące w trybie czasu ekwiwalentnego zazwyczaj mają rozdzielczość 12-14 bitów.

Próbki można pobierać na trzy sposoby:

Próbkowanie sekwencyjne
Wyzwalanie następuje w tym samym miejscu doprowadzonego sygnału, ale otwarcie bramki odbywa się z przesunięciem w stosunku do wyzwolenia. Za każdym razem czas przesunięcia wzrasta o stałą wartość.
Czasami oscyloskop pobiera próbki co kilka okresów, w zależności od parametrów przyrządu. Po prostu tańsze urządzenie nie są w stanie pobierać próbek z dużą częstotliwością. Tak często pracują rejestratory (przystawki) podłączane do komputera.
By zobrazować cały przebieg impulsu, włącznie z kompletnym  zboczem wyzwalającym, należy manipulować czasem przesunięcia, odpowiednio go wydłużając. Można oczywiście skorzystać z wyzwalania zewnętrznego, jeżeli mamy dostęp do odpowiedniego sygnału wyprzedzającego.

Próbkowanie przypadkowe
Jak nazwa wskazuje próbki pobierane są losowo. Powoduje to że:
- Możemy obserwować kompletny impuls.
- Pobrane próbki mają różną gęstość.
Pobieraniu każdej próbki musi towarzyszyć zapamiętanie informacji o czasie jej pobrania, a konkretnie o odstępie czasu pomiędzy wyzwoleniem akwizycji, a pobraniem próbki.

Próbkowanie w czasie rzeczywistym
W czasie jednego przebiegu pobieranych jest wiele próbek, a każda z nich jest obrazowana na ekranie. Ten sposób akwizycji wymaga najlepszych parametrów urządzenia, ponieważ szybkość pobierania próbek musi być co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości występującej w sygnale.

 Dla sygnałów niepowtarzalnych ten współczynnik przyjmuje się uznaniowo od 5 do 20. Jedną z reguł dobierania oscyloskopu do potrzeb jest zasada piątej harmonicznej, lub w wariancie bardziej ekonomiczniej trzeciej harmonicznej: widoczność piątej (trzeciej) harmonicznej badanego sygnału wyznacza potrzebne pasmo przenoszenia oscyloskopu. Ilość harmonicznych, które przyrząd może zarejestrować wpływa bezpośrednio na jakość zobrazowania (i odwzorowania) sygnału badanego.

Należy pamiętać, że podstawa czasu musi odpowiadać badanemu sygnałowi. Jeżeli przyrząd nie będzie posiadać odpowiednich parametrów, to np. w oscyloskopie cyfrowym zawężone pasmo skutkuje aliasingiem.
W praktyce ten tryb nie jest często używany, głównie z powodu ograniczonej dynamiki. Praca oscyloskopu w trybie real time zazwyczaj pozwala maksymalnie zobaczyć trzecia harmoniczną - oczywiście zależnie od pasma oscyloskopu i częstotliwości badanego sygnału.


***

Oscyloskopy próbkujące, ze względu na duże pasmo, posiadają wejścia niskoomowe, najczęściej 50 Ω. Oznacza to, że najczęściej akceptowany sygnał doprowadzony do wejścia oscyloskopu zawiera sie w granicach  od 1 V do 5 V.

Oscyloskopu próbkujące stosuje się w telekomunikacji, technice mikrofalowej i refraktometrii obiciowej:
- Torów przewodów metalowych (TDR, skrót od ang.: Time-Domain Reflectometer)
- Torów światłowodowych (OTDR, skrót od ang.: Optical Time-Domain Reflectometer)
Czyli wszędzie tam, gdzie bada się powtarzalne i stabilne sygnały.


***



Update: 2015.10.19
Create: 2015.10.19
Autor: Brak komentarzy:
Etykiety: , ,

Przewody rozruchowe do samochodu

Jakie przewody rozruchowe kupić? Najlepiej żadnych - odpowiednia jakość zapewnimy sobie wykonując je we własnym zakresie.

Po pierwsze należy kupić odpowiednio solidne zaciski, które nie ulegną wypaleniu podczas przepływu prądu rozruchowego. Ochronimy też w ten sposób ołowiowe konektory akumulatora i/lub klemy, które mogą być równie delikatne. Przykład:

Trzeba jednak przed zakupem sprawdzić, czy duże konektory będą odpowiednie do naszego samochodu, czy się zmieszczą. Dopasujmy rozmiar do posiadanych, czy użytkowanych, samochodów.

Warto takie konektory jeszcze wzmocnić. Wystarczy przylutować solidną miedzianą plecionkę pomiędzy dwiema ruchomymi częściami konwektora. Wen sposób polecam szczególnie przy gorszych jakościowo konwektorach.
Przewody po zakuciu zalewam jeszcze cyną, czyli lutuję je - ale dopiero po zakuciu!

Jakim przewodem połączyć ww. konektory? 10 mm²? Może 16, 20, 25,35 lub 50 mm²? Można kupić przewód spawalniczy w solidnej izolacji odpornej na wysoką temperature i olej. Oczywiście w tym zastosowaniu czym grubsze przewody tym lepiej, ale... Gruby przewód będzie jednak ciężki (konektory muszą wytrzymać jego ciężar)  i będzie zajmować dużo miejsca w bagażniku.

Ja szczególną uwagę zwracam na długość przewodów. Nie zawsze jest możliwość by podjechać "akumulator w akumulator". Przewody trzy metrowe uważam za za krótkie. Warto zaparkować dwa samochody obok siebie, ale sprawdzić jak długie przewody są potrzebne, gdy akumulatory znajdują się po różnych, skrajnych, stronach samochodów.

Czasami występują przypadki szczególne, jak konieczność "użyczenia prądu" na leśnej ścieżce, gdy samochody stoją jeden za drugim. Należy przewidzieć takie rzadko wysterkując sytuacje, jeżeli posiadamy samochód terenowy i używamy go nie tylko dla szpanu. W takim przypadku, ponieważ przewody będą długie,  nie warto przesadzać z ich grubością - jednak powinny zapewnić zasilanie średniej mocy wyciągarki. 
Przy silniku wyciągarki o uciągu około 5,5 tony natężenie prądu wyniesie około 220 - 300 A przy maksymalnym uciągu. To niestety oznacza, że przy siedmiometrowych przewodach musza mieć grubość 35 mm² - 50 mm², ponieważ napięcie po stronie dawcy nie może spaść poniżej 12 V. Na szczęście w przypadku samochodu terenowego zazwyczaj nie ma problemu z miejscem w bagażniku.

***

Tu dochodzimy do tego, jak należy używać przewodów rozruchowych. Nie mają one zapewnić uruchomienia samochodu biorcy, który nie posiada akumulatora. Mamy wspomóc akumulator dawcy, a nie go zastąpić.
Procedura jest taka, że łączymy samochody i czekamy kilka, lub kilkanaście, minut. W tym czasie ładujemy akumulator biorcy i dopiero wspólnymi siłami dwóch akumulatorów (naładowanego i podładowanego) i jednego alternatora próbujemy uruchomić biorcę. Czym mniejszy przekrój przewodów, tym dłużej trzeba czekać.
Warto zwrócić uwagę, że łącząc akumulator naładowany i rozładowany grubymi przewodami wywołamy przepływ dużego prądu. Czym grubsze przewody, tym większe natężenie prądu przepłynie.

***

Przewody koniecznie trzeba kupić w dwóch kolorach. Ostatecznie, ale to ostatecznie można kupić w jednym kolorze, np. czarnym. Wtedy na końce przewodów "+" zakładam czerwone odcinki koszulki termokurczliwej. By nie usztywnić za bardzo przewodu można założyć np. po pięć odcinków koszulki termokurczliwej na każdy koniec zachowując miedzy nimi np. centymetrowe przerwy. Tak przygotowany przewód jest oznaczony i zachowuje elastyczność.

Wracając do wybory przekroju przewodów. Trzeba samemu dokonać wyboru wg. potrzeb. Można wspomóc się tymi obliczeniami:

Są dwa arkusze dla 12 V i 24 V - wybór jest na dole okna.

Ja rozważył bym użycie przewodów od 16 mm² do 25 mm² w zależności od długości przewodów i samochodu, który może być biorcą. Przy długich przewodach, rzędu czterech, czy pięciu metrów wybrał bym 16 mm² dla mniejszych silników benzynowych i 25 mm² dla silników diesla. Wolę poczekać kilka minut dłużej niż zajmować niepotrzebnie miejsce w bagażniku.

***


Obliczenia dla prądu przemiennego, znajdują sie w poniższym wpisie:

********

Więcej na:
Tigra / samochód

Inne wpisy:
Autor: 5 komentarzy:
Etykiety: ,

ERA UM-110

Ten multimetr kupiłem tylko do kolekcji. Nie mam dla niego zastosowania w moich pracach. Nie wyróżniają go zakresy pomiarowe mierzonego należenia prądu, ani minimalne lub maksymalne mierzone napięcia.  Również rezystancja wewnętrzna jest raczej standardowa i np. dla zakresów:
- 10 mV wynosi około 10 kΩ (1 MΩ/V).
- 30 mV wynosi około 30 kΩ (1 MΩ/V).
- Od 10 V wynosi około 10 MΩ.
Zakres użytkowych częstotliwości jest za to raczej skromny, jak na miernik tej klasy.


Jest to po prostu solidna polska konstrukcja o przyzwoitych parametrach, którą chce trzymać dla potomnych - w odróżnieniu od V-640 multimetr UM-110 jest polską konstrukcją.

Dwie baterie 9 V wystarczają na około 200 godzin pracy. Szkoda, że nie wykonali zasilania na bateriach AA, tak jak w GI83 lub V-640. Do tego nie lubię baterii 6F22 (6LR61) - staram się mieć mierniki zasilane LR6, co usprawnia logistykę.

Miernik posiada oryginalne plomby, więc nie chcę ich naruszyć. Sprawdzając jednak wszystkie zakresy nie zauważyłem potrzeby wprowadzania poprawek. Dlatego też nie zamieszczę zdjęć wnętrza UM-110.

Myślę, że ten multimetr został wyprodukowany w 1985 roku.


Oryginalna plomba:




Test na najmniejszym zakresie:

Wybrany zakres DC:

Wynik:


***


Jak zwykle przy polskich multimetrach gorąco polecam stronę: http://tzok.elektroda.eu/multimetr.php?typ=UM-110
Tomasz (http://www.tzok.prv.pl/) wykonał niesamowicie pożyteczną pracę gromadząc taką ilość informacji.



****

********

Inne wpisy:


Update: 2015.10.06
Create:  2015.10.06
Autor: Brak komentarzy:
Etykiety: , ,

Ogrzewacze turystyczne, chemiczne, dłoni

Polecam używanie podczas wielodniowych pobytów w terenie ogrzewaczy chemicznych. Są to jednorazowe torebki wielkości dłoni. Skutecznie działają przez ponad pięć godzin, a są ciepłe jeszcze przez następne pięć.

Mogą mieć różne rozmiary i wagę, np.: 14 x 10 x 0,5 cm i 33 g. Przyklejone w okolicach splotu słonecznego podczas snu pozwalają czuć komfort cieplny i jednocześnie używać lżejszego śpiwora.

Ogrzewacz nagrzewa się do około 40-50 stopni Celsjusza (można go nakleić na koszulkę termoaktywną). Ogrzewacz nie osiąga od razu docelowej temperatury - zajmuje mu to około 10 minut.
Przykładowa zawartość opakowania ogrzewacza chemicznego: żelazo, celuloza, wermikulit, węgiel aktywny, sól.

***

Ciekawą opcją są też benzynowe ogrzewacze do rąk. Uważam, że można ich jednak używać tylko podczas postoi. Ręce muszą być wolne, nawet podczas pokonywania bezpiecznych odcinków. Można używać ogrzewaczy rosyjskich, albo markowych ZIPPO. Ogrzewacz na 25 ml benzyny działa ponad 10 godzin. Niezależnie od marki ogrzewacza warto stosować benzynę ZIPPO.

Ogrzewacz osiąga wysoką temperaturę i czasami warto go trzymać przez rękawiczkę. Warzą zazwyczaj około 70 - 100 g.

Teraz wszystko robi się na akumulatorki, więc powstaje pytanie: czy ogrzewacz na akumulatorki Li-Ion będzie lepszy od ogrzewacza benzynowego? Porównajmy: akumulator litowo-jonowy posiada gęstość energii 0,77 MJ/kg, a benzyna 46,4 MJ/kg. Od razu widać, co warto dźwigać i co wystarczy np.: na całą noc.

Jeszcze słowo na koniec: Choć wiem, że ogrzewacze chemiczne stosowane są podczas nurkowania w suchym kombinezonie, nie często, ale jednak, to ja nigdy nie odważył bym się zabrać tego pod wodę. Za dużo zmiennych: ciśnienie, czy skład gazu do inflacji suchego.


***

Więcej informacji:



Update: 2014.10.05
Create: 2014.10.05
Autor: Brak komentarzy:
Etykiety: ,

Ile wytrzyma UPS, czas podtrzymania

Na tak zadane pytanie często można natknąć się w sieci. Czas działania uzależniony jest głównie od ilości energii zmagazynowanej w akumulatorach UPS, a więc zależy od ich ilości i pojemności.

Poniżej rozpatrzę szacunkowe dane dla niewielkich UPS'ów. U obliczeniach uwzględniłem nawet tak małą moc, jak 75 W, ponieważ coraz częściej UPS'y są stosowane do podtrzymania pracy sterownika pieca centralnego ogrzewania, czy pomp CO.



Przyjęta sprawność UPS:0,9


12 V, 7 Ah (RBC2)12 V, 12 Ah (RBC4)12 V, 9 Ah x 2szt. (APCRBC113)12 V, 17 Ah x 2szt. (RBC7)12 V, 5 Ah x 16szt. (APC SURT3000 XLI)
84144216408960
75W1:00:291:43:412:35:314:53:4611:31:12
150W0:30:140:51:501:17:462:26:535:45:36
250W0:18:090:31:060:46:391:28:083:27:22
500W0:09:040:15:330:23:200:44:041:43:41
750W0:06:030:10:220:15:330:29:231:09:07


Obliczenia: Czas podtrzymania UPS

Obliczenia są szacunkowe. Stosowane są akumulatory o różnych parametrach, działające w różnych temperaturach. Akumulatory podlegają też procesom starzenia, a to wszystko wpływa na czas podtrzymania. Oczywiście dochodzą do tego różnice w sprawności przetwornic UPS'ów. Trzeba też uwzględnić, że UPS potrzebuje czas na naładowanie akumulatorów, a zazwyczaj jest to czas rzędu 8-12 godzin, więc częste wyłączenia prądu też trzeba uwzględnić przy planowaniu zakupu UPS'ów.

Rzeczywisty czas pracy uzależniony jest jeszcze od niuansów związanych z:
  • Napięciem pakietu akumulatorów. Wyższą sprawność uzyska się przetwarzając do 230 V wyższe napiecie. Związane jest to zarówno ze sprawnością takiego procesu, jak i np.: rezystancją występującą przy przepływie prądów rzędu 50 A, czy też 100 A.
  • Charakterystyką rozładowania akumulatora danego modelu akumulatora stosowanego w UPS. Więcej jest opisane w tym dokumencie. Przy poborze prądu o wielkości 2C, wg. zamieszczonych danych, pojemność akumulatora może wynieść tylko 0,4C, czyli tylko 40% pojemności akumulatora.

********

Więcej informacji:
Informatyka, FreeBSD, Debian


*

Inne wpisy:



Update: 2016.06.09
Create: 2015.10.05
Autor: 1 komentarz:
Etykiety: , , , , , ,
Subskrybuj: Posty (Atom)