Функция FRA (Frequency Response Analysis): дополнительный ресурс амплитудно-частотного анализа в осциллографах GW Instek

Опубликовано: 20.02.2018 10:24

Компания GW Instek (Тайвань) анонсировала расширение измерительных ресурсов своих комбинированных цифровых осциллографов серий MDO и MSO с полосами 70/ 100/ 200 МГц - функцию анализатора частотного отклика (FRA) для диагностики трансформаторов (спецификации приведены в табл.1).

Новинка представляет собой программное приложение для цифрового запоминающего осциллографа со встроенным генератором сигналов произвольной формы (arbitrary) с целью представления результатов частотного анализа. Результат отображается на экране в виде логарифмической амплитудно-фазовой частотной характеристики (ЛАФЧХ), которая в иностранной литературе именуется диаграммой Боде.

Благодаря встроенному генератору сигналов произвольной формы модели MDO и MSO-серий (версия внутреннего ПО V1.34 и выше) теперь поддерживают функцию анализа частотного отклика. Такой режим свип-анализа для снятия амплитудно-частотных (gain) и фазочастотных (phase) характеристик является инновационным неразрушающим методом проведения тестирования электронных компонентов. После установки на осциллограф свободно скачиваемой опции FRA (ссылка на сайт производителя) прибор получает возможность выбора в меню режима «Анализатор частотного отклика» с качанием частоты в диапазоне выходных сигналов генератора.

Функция анализа FRA активируется в меню осциллографа APP menu (Меню приложений). При этом будет задействовано два аналоговых канала осциллографов MDO и MSO-серий, а также выход GEN1 генератора СПФ (AWG) на задней панели.

Приложение FRA графически визуализирует АЧХ и ФЧХ тестируемого устройства как реакцию на сигнал синусоидальной формы, при этом внешнее воздействие задается как функция частоты. Приложение использует генератор СПФ (AWG) обеспечивая выдачу на его выходе сигнал частотной развертки (качание/ swept signal) для получения отклика в логарифмическом масштабе. Такой программно-аппаратный графопостроитель формирует кривые характеризации, позволяет сохранять отсчеты формы для будущего использования, а также обеспечивает возможность последующего их анализа или сравнения с образцовыми масками 2-х полюсников. При анализе и построении графиков приложение FRA использует не всю доступную память осциллографа на канал, а лишь часть (длина записи 10.000 точек). В меню Utility пользователь приложения может вызвать ранее сохраненные FRA-файлы (.FRD), конвертировать их в файлы CSV (Excel) и просматривать информацию частотного отклика, содержащую экспериментальные подробности относительно базовой (эталонной) кривой ЛАФЧХ.

Предусмотрена возможность удаленного управления функцией и стандартного программирования приложения FRA, аналогично всем другими измерительными ресурсами осциллографа. В РЭ приложения перечислены все команды управления анализом в порядке функциональности («Обзор команд»). Раздел синтаксиса команд содержит основные правила синтаксиса, которые должны применяться оператором при использовании команд.

Приложение FRA – это интегрированное лабораторное решение для тестирования обмотки силовых трансформаторов методом частотного анализа (МЧА) и соответствует стандарту IEC60076-18 (2012)– Силовые трансформаторы, часть 18. Измерения частотной характеристики (Power transformers - Part 18: Measurement of frequency response).

Сохраняя графики частотных откликов новое приложение для MDO и MSO-серий позволит создавать базы данных, которые будут содержать кривые АЧХ/ ФЧХ. Эти результаты измерений, полученные как в момент производства трансформаторов, так и снятые впоследствии (например, после транспортировки, протекания больших токов и др. ситуаций) могут быть сравнены с паспортными спецификациями. Такой подход позволяет проводить детальный сравнительный анализ и выявить дрейф характеристик для каждого трансформатора – по их по уникальным частотным откликам.

Табл.1

Диапазон частот анализа 20 Гц … 25 МГц
Источник сигнала (вход/ выход) Кан 1 или Кан 2 (3 или 4 - для 4-х канальных моделей)
Число точек 10, 15, 30, 45, 90 точек на декаду (по выбору)
Динамический диапазон 80 дБ (тип./typical)
Амплитуда *(пик-пик) 10 мВ …2,5 В на 50 Ом, 20 мВ … 5В на ХХ (High-Z)
Результат анализа (графопостроение) в виде логарифмической амплитудно-фазовой частотной характеристики (графики АЧХ и ФЧХ)
Измерения амплитуда и фаза (курсоры и маркеры - вручную)
Масштабирование Автомасштабирование в ходе теста (Auto-scaled Plot)

* примеч.: Фиксированная амплитуда на всем протяжении цикла качания.