고속 디지타이저를 사용한 차동 측정

정확한 차동 측정을 위해서는 교정된 측정 시스템이 필요합니다. 다음 태스크를 수행하여 차동 측정을 수행하기 전에 NI 오실로스코프를 교정합니다.

대부분의 자동화 테스트 시스템에서 사용되는 동축 케이블 연결 또는 테스트 장치와 관련된 차동 측정의 경우, 테스트 환경과 테스트 케이블 연결으로 인한 이득과 오프셋 에러를 교정하는 것이 중요합니다. 이러한 경우, 다음 방법을 사용하여 차동 측정용 오실로스코프를 교정합니다.

1. 하드웨어 자기 교정(내부 교정)
2. 게인 및 오프셋 교정

감쇠 프로브를 사용하는 차동 측정의 경우, 다음 방법을 사용하여 오실로스코프를 교정합니다.

1. 하드웨어 자기 교정(내부 교정)
   
2. 프로브 보정
   
3. 게인 및 오프셋 교정

하드웨어 자기 교정

모든 정밀 인스트루먼트는 시간과 온도에 따라 정확도가 변하므로 측정 오차가 발생합니다. 자기 교정을 사용하면 NI 오실로스코프가 이러한 편차를 온보드 EEPROM에 저장된 교정 상수 세트로 특성화할 수 있습니다. 오실로스코프는 이러한 교정 상수를 사용하여 측정 오차를 자동으로 보정하고 높은 정확도 교정 데이터를 반환합니다.

NI는 교정 상수를 업데이트하고 측정 정확도를 최대한 높이기 위해 자주 자기 교정을 수행할 것을 권장합니다. NI-SCOPE에서 Cal Self Calibrate를 호출하거나, NI-SCOPE Soft Front Panel (SFP)에서 Utility>>Self-Calibration을 선택하여 자기 교정을 수행할 수 있습니다. 호출된 후, 자기 교정은 사용자의 조작이 필요하지 않습니다. 권장되는 자기 교정 간격은 오실로스코프 스펙 문서를 참조하십시오.

외부 교정은 자기 교정보다 덜 자주 수행되며, 높은 정확도의 오실로스코프 교정기와 같은 정밀한 외부 전압 소스를 필요로 합니다. 정밀 전압 소스와 교정 장비는 비용이 많이 들기 때문에, 외부 교정은 일반적으로 계측 연구소 또는 National Instruments가 수행합니다. 권장 외부 교정 간격은 오실로스코프 스펙 문서를 참조하십시오.

다음 그림은 NI 오실로스코프의 자기 교정 프로그래밍 흐름을 보여줍니다.

^{그림 1: 교정용 코딩 흐름에는 하드웨어 세션 열기, 오실로스코프 교정하기, 인스트루먼트 세션 닫기가 포함됩니다.}

이득 및 오프셋 교정

차동 측정은 두 테스트 도선 사이의 이득과 오프셋을 일치시켜야 합니다. 다음 방법을 사용하여 테스트 도선의 교정을 자동화할 수 있습니다.

1. 다음 그림과 같이 두 개의 프로브 또는 BNC 케이블을 PFI 1의 프로브 보상 신호에 연결합니다.

^{그림 2: 두 개의 입력 채널에서 차동 측정을 보정하려면 여러 개의 BNC 어댑터가 필요합니다.}

2. ni.com에서 다운로드할 수 있는 프로브 교정 VI를 실행합니다. 프로브 교정 VI는 채널 0의 이득과 오프셋 조정에 필요한 교정 상수를 반환합니다. 또한 아래 설명과 같이 NI-SCOPE 배열 이득과 배열 오프셋 셋팅을 수동으로 조정하여 채널 0과 채널 1이 가장 잘 일치하도록 할 수 있습니다.

참고: 프로브 교정 VI는 채널 0의 이득 및 오프셋 교정 데이터를 반환하여 채널 1의 신호와 가장 잘 일치하도록 합니다. 교정 루틴을 실행하기 전에 두 채널을 같은 신호에 연결해야 합니다.

다음 방법을 사용하여 두 테스트 도선 사이의 이득과 오프셋 차이를 수동으로 교정할 수 있습니다:

1. 디지타이저의 두 채널 모두에서 PFI 1의 프로브 보상 신호와 같은 신호를 수집합니다.
   
2. 채널 0과 채널 1에서 NI-SCOPE 직접 전압 히스토그램 표준편차(VHSD) 측정을 사용하여 필요한 이득 조정을 계산합니다.
   
3. 필요한 채널의 배열 게인 속성/프로퍼티에 게인 조정을 적용합니다.
   
4. 채널 0과 채널 1에서 NI-SCOPE 직접 전압 평균(VA) 측정을 사용하여 필요한 오프셋 조정을 계산합니다.
   
5. 필요한 채널의 배열 오프셋 속성/프로퍼티에 오프셋 조정을 적용합니다.

예를 들어 채널 0의 이득 조정은 (VHSD 채널 1)/(VHSD 채널 0)과 같습니다. 적절한 이득 조정을 적용한 후 채널 0의 오프셋 조정은 (VA 채널 1) - (VA 채널 0)과 같습니다.

NI-SCOPE 사용하면 비교적 쉽게 차동 측정을 수행할 수 있습니다. NI-SCOPE 차동 측정 결과를 신속하게 반환하는 측정 함수가 포함되어 있습니다.

참고: 차동 측정을 수행하기 전에 고속 디지타이저 하드웨어를 교정해야 합니다(위의 측정 교정 섹션을 참조하십시오).

차동 측정을 위해 고속 디지타이저를 구성하려면, 활성 및 다른 채널 속성/프로퍼티를 설정합니다. 그런 다음 배열 측정이 채널을 빼기로 설정된 NI-SCOPE Array Measurement 함수를 호출하고 차동 측정값을 직접 가져옵니다.

차동 측정값을 수집하려면 다음 LabVIEW 예제 프로그램을 참조하십시오.

• 고속 디지타이저를 사용한 차동 측정
• 여러 채널 차동 영역 수집

참고: NI 5112를 사용하여 20 MHz 이하의 개별 구성요소를 가진 차동 신호를 측정하는 경우, NI는 대역폭 제한 필터를 활성화하여 신호에 존재할 수 있는 모든 높은 주파수 노이즈를 제거할 것을 권장합니다.

위에서 설명한 방법을 사용하여 차동 측정을 할 때, 다음의 한계를 염두에 두어야 합니다.

차동 트리거 없음

고속 디지타이저는 사용 중인 두 채널 중 하나인 별도의 단일 종단형 아날로그 신호 또는 디지털 펄스에서만 트리거할 수 있습니다. 그러므로 오실로스코프는 실제 차동 레벨을 트리거할 수 없습니다.

수직 범위 셋팅

수직 범위 셋팅이 적절하지 않으면 유효하지 않은 차동 측정이 발생할 수 있습니다. 아날로그-디지털(A/D) 변환 후에 수집된 데이터에서 채널 빼기가 발생하기 때문에, 채널 중 하나의 신호가 수직 범위를 초과하면 데이터가 불완전하고 처리 작업이 유효하지 않은 결과를 초래합니다. 오실로스코프의 각 채널에서 수집하는 신호가 해당 채널의 수직 범위 셋팅을 초과하지 않도록 합니다. 그러므로, 차동 신호의 개별 구성요소를 기준으로 입력 채널의 수직 범위를 설정하고, 차동 결과를 기준으로 설정하지 마십시오.

• 제품 및 서비스: 오실로스코프 프로브
• NI PXI-5900 미분 증폭기(NI PXI-5922 오실로스코프용)
• 스펙 설명: NI 오실로스코프 및 디지타이저