Mesures différentielles utilisant des numériseurs haute vitesse
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Étalonnage des mesures
Des mesures différentielles précises nécessitent un système de mesure étalonné. Effectuez les tâches suivantes pour étalonner votre oscilloscope NI avant d'effectuer des mesures différentielles.
Pour les mesures différentielles qui impliquent un câblage coaxial ou des dispositifs de test présents dans la plupart des systèmes de test automatisés, il est important d’étalonner les erreurs de gain et d’offset induites par l’environnement de test et le câblage de test. Dans ces cas, étalonnez votre oscilloscope pour des mesures différentielles en utilisant la méthode suivante :
- Auto-étalonnage du matériel (étalonnage interne)
- Étalonnage de gain et d'offset
Pour les mesures différentielles qui impliquent l'utilisation de sondes d'atténuation, étalonnez votre oscilloscope en utilisant la méthode suivante :
- Auto-étalonnage du matériel (étalonnage interne)
- Compensation de la sonde
- Étalonnage de gain et d'offset
Auto-étalonnage matériel
Tous les instruments de précision subissent une dérive de mesure car la précision fluctue avec le temps et la température. L'auto-étalonnage permet à votre oscilloscope NI de caractériser cette dérive comme un ensemble de constantes d'étalonnage stockées dans la mémoire morte effaçable et programmable électriquement (mémoire EEPROM) embarquée. L'oscilloscope utilise ces constantes d'étalonnage pour compenser automatiquement la dérive des mesures et renvoyer des données étalonnées très précises.
NI recommande d'effectuer fréquemment un auto-étalonnage pour mettre à jour les constantes d'étalonnage et garantir la meilleure précision de mesure possible. Vous pouvez effectuer un auto-étalonnage en appelant Cal Self Calibrate dans NI-SCOPE, ou en sélectionnant Utilitaire>>Auto-étalonnage dans la face-avant logicielle (SFP) NI-SCOPE. Après avoir été appelé, l'auto-étalonnage ne nécessite pas l'intervention de l'utilisateur. Reportez-vous au document de spécifications de votre oscilloscope pour obtenir les intervalles d'auto-étalonnage recommandés.
L'étalonnage externe est effectué moins fréquemment que l'auto-étalonnage et nécessite une source de tension externe précise, comme un étalonneur d'oscilloscope très précis. Étant donné que les sources de tension de précision et l'équipement d'étalonnage sont coûteux, l'étalonnage externe est généralement effectué par un laboratoire de métrologie ou par National Instruments. Reportez-vous au document de spécifications de votre oscilloscope pour obtenir les intervalles d'étalonnage externe recommandés.
La figure suivante illustre le flux de programmation d'auto-étalonnage des oscilloscopes NI.
Figure 1 : Le flux de codage pour l'étalonnage inclut l'ouverture d'une session sur le matériel, l'étalonnage de l'oscilloscope et la fermeture de la session de l'instrument.
Étalonnage de gain et d'offset
Les mesures différentielles nécessitent un gain et un offset correspondants entre les deux fils de test. Vous pouvez automatiser l’étalonnage de vos fils de test en utilisant la méthode suivante :
1. Connectez les sondes ou les câbles BNC au signal de compensation de sonde sur PFI 1, comme le montre la figure suivante.
Figure 2 : La compensation d’une mesure différentielle sur deux voies d’entrée nécessite plusieurs adaptateurs BNC.
2. Exécutez le VI d'étalonnage de sonde, téléchargeable sur ni.com. Le VI d'étalonnage de sonde renvoie les constantes d'étalonnage nécessaires pour les ajustements de gain et d'offset de la voie 0. Vous pouvez aussi ajuster manuellement les paramètres de gain et d'offset du tableau dans NI-SCOPE pour correspondre au mieux aux voies 0 et 1.
REMARQUE : Le VI d'étalonnage de sonde renvoie les données d'étalonnage de gain et d'offset pour la voie 0 afin de correspondre au mieux au signal de la voie 1. Il est important de connecter les deux voies au même signal avant d'exécuter la routine d'étalonnage.
Vous pouvez étalonner manuellement les différences de gain et d'offset entre deux fils de test en utilisant la méthode suivante :
- Acquérir le même signal, comme le signal de compensation de sonde de PFI 1, sur les deux voies du numériseur.
- Utilisez la mesure d'écart-type (VHSD) de l'histogramme de tension directement de NI-SCOPE sur les voies 0 et 1 pour calculer l'ajustement de gain nécessaire.
- Appliquez l'ajustement de gain à cet attribut ou propriété de gain du tableau de la voie nécessaire.
- Utilisez la mesure de tension moyenne (VA) directement de NI-SCOPE sur les voies 0 et 1 pour calculer l'ajustement d'offset nécessaire.
- Appliquez l'ajustement d'offset à l'attribut/propriété d'offset de tableau de la voie nécessaire.
Par exemple, l'ajustement de gain sur la voie 0 est égal à (VHSD voie 1)/(VHSD voie 0). L'ajustement d'offset sur la voie 0 est égal à (VA voie 1) - (VA voie 0) après application de l'ajustement de gain approprié.
Prise de mesures différentielles
NI-SCOPE vous permet de prendre des mesures différentielles avec une relative facilité. NI-SCOPE inclut des fonctions de mesure qui renvoient rapidement les résultats de votre mesure différentielle.
REMARQUE : N'oubliez pas que vous devez étalonner le matériel du numériseur haute vitesse avant de prendre des mesures différentielles (reportez-vous à la section Étalonnage des mesures ci-dessus).
Pour configurer le numériseur haute vitesse pour les mesures différentielles, définissez les attributs/propriétés de voie active et autres. Appelez ensuite la fonction NI-SCOPE Fetch Array Measurement avec la mesure de tableau définie à soustraire les voies, puis récupérez directement vos mesures différentielles.
Reportez-vous aux exemples de programmes LabVIEW suivants pour acquérir des mesures différentielles.
REMARQUE : Lorsque vous utilisez le NI 5112 pour mesurer des signaux différentiels dont les composantes individuelles sont bien inférieures à 20 MHz, NI vous recommande d'activer le filtre limitant la bande passante pour rejeter tout bruit haute fréquence pouvant être présent sur votre signal.
Limites
Lorsque vous effectuez des mesures différentielles en utilisant la méthode décrite ci-dessus, il est important de se rappeler les limites suivantes.
Pas de déclenchement différentiel
Le numériseur haute vitesse ne peut être déclenché que par une des deux voies utilisées, un signal analogique asymétrique séparé ou une impulsion numérique. Par conséquent, l'oscilloscope ne peut pas déclencher le niveau différentiel réel.
Paramètre de gamme verticale
De mauvais paramètres de gamme verticale peuvent entraîner des mesures différentielles non valides. La soustraction de voies a lieu sur les données acquises après la conversion analogique/numérique (A/N). Par conséquent, si le signal sur l'une des voies dépasse sa gamme verticale, les données sont incomplètes et les opérations de traitement donnent lieu à des résultats non valides. Assurez-vous que le signal que vous acquérez sur chaque voie de votre oscilloscope ne dépasse pas le paramètre de gamme verticale de cette voie. Par conséquent, définissez votre gamme verticale de voies d'entrée en fonction des composantes individuelles du signal différentiel, et non en fonction du résultat différentiel.