Spannung zur rechten Zeit
Sequenzierung von Laborstromversorgungen
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Sequenzierung per Computer
Eine bessere Kontrolle über das Timing lässt sich durch Programmierung der Ausgänge der Stromversorgung mittels Computer erzielen. Am Anfang steht das Einschalten der Stromversorgung in einem zeitlich unkritischen Bereich des Messprogramms mit einem »Ein«-Befehl. Dieser Einschaltvorgang kann erheblich länger dauern als ein Wechsel von einer Ausgangsspannung zur anderen. Wenn dann die Ausgänge sequenziert werden müssen, programmiert der Anwender eine Spannungsänderung von 0 V auf die gewünschte Spannung.
Die Programmier-Reaktionszeit der Stromversorgung (also die Zeit, die sie braucht, um von einer Spannungseinstellung zur anderen zu gelangen) ist normalerweise recht gut reproduzierbar und kann sogar spezifiziert sein. Dies ist wichtig, wenn ein Messprogramm genaues Timing erfordert. Allerdings ist zu beachten, dass die Reaktionszeit einer Stromversorgung einige hundert Millisekunden betragen kann, was die Geschwindigkeit limitiert, mit der die Sequenzierung abläuft.
Das Hauptproblem bei der Computersteuerung ist der Jitter im Betriebssystem des Computers. Um das Timing der Sequenz zu kontrollieren, muss der Programmierer eine Timing-Schleife in der Software erzeugen. Auch ein sorgfältig geschriebenes Programm wird bei der Ausführung einen gewissen Jitter aufweisen, das können 10 ms oder mehr sein. Kommt zur Ansteuerung der Stromversorgung etwa ein Windows-Rechner zum Einsatz, ist stets zu bedenken, dass Desktop-Betriebssysteme kein deterministisches Echtzeitverhalten zeigen.
Wenn das Betriebssystem gerade eine andere Task bedient (beispielsweise eine Festplatten- oder LAN-Aktivität), werden softwaregesteuerte Zeitschleifen nicht konsistent abgearbeitet. Bei jedem Ablauf des Programms ist somit die Zeit zwischen den Befehlen an die Stromversorgung unterschiedlich, was sich als Jitter äußert. Dieser führt dazu, dass die Befehle zur Spannungsprogrammierung zu unterschiedlichen Zeiten an die Stromversorgungen abgesetzt werden. Letztlich ist somit das Timing der Sequenz nicht reproduzierbar.
Eine derartige Steuerung ist ausreichend für Testobjekte, deren Timing mit einer Toleranz von 100 ms oder mehr kontrolliert werden kann. Die Anstiegs- oder Abfallzeit lässt sich per Computer auf zwei Arten steuern: Bietet die Stromversorgung von sich aus eine solche Möglichkeit, programmiert man das Gerät mit der gewünschten Veränderungszeit. Bietet die Stromversorgung eine solche Möglichkeit aber nicht, kann der Anwender die Ausgangsspannung in vielen kleinen Schritten programmieren und so die gewünschten Zeiten erreichen. Auf diese Weise entsteht allerdings keine kontinuierliche Veränderung, sondern eine Spannungstreppe. Weiterhin ist jeder Einzelschritt zu programmieren, was Zeit kostet. Die maximale Geschwindigkeit, mit der sich die Stromversorgung umprogrammieren lässt, begrenzt also das Maß der Kontrolle, die man mit diesem Verfahren über die Anstiegs- oder Abfallzeit ausüben kann.
Sequenzierung über spezielle Hardware
Wer eine genauere und reproduzierbare Kontrolle braucht, muss auf eine Hardwaresteuerung übergehen. Häufig »basteln« sich Entwickler spezielle Hardware selbst, die zwischen Stromversorgung und Prüfling sitzt. Es handelt sich dabei um Hardware-Sequenzschalter, welche die definierte Spannung zu genau dem richtigen Zeitpunkt an das Testobjekt anlegt. Diese Methode ist aufwändig und oft auch teuer, dafür aber sehr genau.
Sind größere Ströme gefragt, kann die Entwicklung eines solchen Schaltsystems jedoch unverhältnismäßig komplex und teuer werden.
Für viele Testingenieure ist die Entwicklung eigener Hardware nur für die Sequenzierung eigentlich kein gangbarer Weg; wenn genaues Timing gefragt ist, ist es jedoch möglicherweise die einzige Option. Es gibt heute einige Stromversorgungen auf dem Markt, die speziell für ausgefeilte Tests ausgerüstet sind (siehe Bild 3).
Anstelle einer Computerprogrammierung verfügen diese Stromversorgungen über interne Hardwaretimer, die es gestatten, die Ausgangsspannungen in bestimmten Zeitintervallen zu programmieren. Dies eliminiert den Jitter in Software-Timingschleifen und ergibt Hardware-Timing, -Genauigkeit und -Wiederholbarkeit.
- Sequenzierung von Laborstromversorgungen
- Sequenzierung per Computer
Lesen Sie mehr zum Thema
Das könnte Sie auch interessieren
Online-Service bei ET System electronic
Maßgeschneiderte Labornetzgeräte ab Stückzahl »Eins«
Laborstromversorgung
Laser korrekt einmessen
