Fluke의 가장 정확한 멀티미터: 8588A 및 8558A 8.5자리 디지털 멀티미터 알아보기

디지털 멀티미터란?

디지털 멀티미터는 전압, 전류, 저항 등과 같은 전기 매개변수를 정확하고 반복 가능한 기법으로 측정하여 산업, 과학 및 기술 분야의 다양한 테스트 및 측정 용도를 적절하게 지원합니다. 시간이 지나면서 디지털 멀티미터에 의한 측정이 발전했으며 과학자, 엔지니어 및 기술자가 측정을 수행하는 방법이 확장되고 있습니다.

Fluke의 가장 정확한 멀티미터: 8588A 및 8558A

디지털 멀티미터 측정의 정밀도는 이제 수 천만분의 1을 확인하는 값을 제공할 수 있으며 절대 정확도가 수 백만 분의 일 수준이거나 그보다 뛰어납니다. 또한 측정 프로세스의 속도와 타이밍 동기화는 동적으로 변화하는 매개변수의 측정을 정기적으로 수행할 수 있게 합니다. 최신 디지털 멀티미터는 측정된 전기 테스트 값의 일반적인 표시를 뛰어넘어 크게 발전했습니다.

최신 Fluke 8588A 및 8558A 고성능 디지털 멀티미터가 도입되면서 여러 새롭고 혁신적인 설계 개선 사항이 이러한 기능을 더욱 발전시켰습니다. 이 응용 지침서에서는 Fluke의 가장 정확한 멀티미터에 적용된 개선 사항과 이를 적용할 수 있는 방법에 대해 설명합니다. 이러한 디지털 멀티미터의 사용자는 이 응용 지침서를 통해 더욱 쉽고 철저한 방식으로 새로운 기능을 활용할 수 있습니다.

디지털 멀티미터 아키텍처

모든 디지털 멀티미터는 공통적인 유형의 핵심 아키텍처를 가지고 있습니다. 그림 1의 단순화된 블록 다이어그램에서는 기본적인 5개 함수 디지털 멀티미터의 대표적인 설계를 보여줍니다. 이 시스템의 핵심은 ADC 또는 A/D 변환기로 표시되는 아날로그-디지털 변환기입니다. 이 변환기는 거의 모든 진폭 관련 측정을 수행합니다. ADC는 DC 전압을 엄격하게 측정합니다. 블록 다이어그램의 다른 다이어그램 요소인 증폭기와 변환기는 적용된 입력 신호의 모든 다양한 유형을 수행되는 측정에 비례하는 DC 전압으로 변경합니다. DC 전압 값의 수치적 측정은 적용된 신호의 적절한 수치적 표현으로 비례적으로 다시 조정됩니다.

ADC는 디지털 멀티미터의 중심이 되는 측정 유닛입니다. 많은 유형의 ADC가 있고, 각 유형은 다양한 강도로 측정을 수행하도록 설계되어 있으며 측정 정밀도, 속도 및 기타 특성과 관련된 약점을 보완합니다. 이러한 다양한 디지털화 방법에서는 서로 다른 기술과 디지털화 방법을 기반으로 다양한 설계를 사용합니다.

그림 1. 단순화된 디지털 멀티미터 블록 다이어그램

이중 ADC 아키텍처

측정 정밀도와 측정 속도 모두에 대한 요구 사항을 감안하면 8588A 및 8558A 디지털 멀티미터는 독특한 설계를 가지고 있습니다. 이 디지털 멀티미터에는 광범위한 응용 분야에서 최고의 성능을 제공하는 두 개의 ADC가 있습니다. 바로 전하 균형 통합 ADC(Charge Balance Integrating ADC)와 연속 근사화 레지스터 ADC(Successive Approximation Register ADC)입니다.

전하 균형 ADC(또는 CB ADC)는 가장 높은 측정 정확도를 제공하며, 가장 정확한 멀티미터를 제공할 수 있도록 정밀 측정용으로 설계되었습니다. 이와 같은 설계는 Fluke의 모든 차세대 정밀 디지털 멀티미터에 사용되었습니다. 이 특별한 설계는 28비트(bit) ADC로 설정되며 통합 다중 기울기 디지털화(multi-slope digitization) 접근 방식을 사용합니다. 이러한 설계에서 디지털 멀티미터가 신호를 능동적으로 100마이크로초부터 10초 사이의 범위로 측정합니다. 선택된 측정 범위의 최대 2×10^8분의 일에 해당하는 분해능으로 측정합니다.

그림 2. 두 A/D 변환기가 함께 작동하여 모든 응용 분야에서 최고의 종합적인 성능 제공

연속 근사화 레지스터 ADC(또는 SAR ADC)는 18비트 분해능으로 설계되었으며 속도용으로 최적화되어 초당 5백만 개의 샘플을 처리할 수 있습니다. 이 샘플링 속도는 매 200나노초(ns) 간격의 측정을 가능하게 합니다. 이것은 감도가 선택된 측정 범위의 2×10^6분의 일에 해당하는 6.5자리 측정입니다.

ADC는 기본적으로 특정 측정 함수에 사용됩니다. CB ADC는 DC 전압, DC 전류, 저항 및 정전용량의 고정밀도 측정에 사용됩니다. SAR ADC는 디지털화 전압 및 전류 함수와 AC V 및 AC I 측정에 자동으로 사용됩니다.

전하 균형 ADC 선형성 및 안정성

전하 균형 ADC는 극도로 선형적이며, 테스트 계측에 사용되는 모든 ADC 중에서 선형성 성능이 가장 뛰어난 것 중 하나입니다. 측정 단기 안정성 및 반복성과 선형성이 결합되어 CB ADC의 탁월한 측정 성능을 구현합니다. 디지털 멀티미터 시리즈 개발 중에 Fluke 엔지니어링 및 계측 팀은 10V 조세프슨 접합 시스템(10 Volt Josephson Junction System)을 측정하여 DC V 성능을 평가했습니다. 측정은 10V 범위에서 1V부터 10V까지 1V 단계로 이루어졌으며 양의 값(+)과 음의 값(-) 모두 테스트했습니다. 결과는 아래에 나와 있습니다. 최대 선형성 편차는 ±0.64uV였습니다.

그림 3. LSS 피팅의 편차 결과

100마이크로초보다 더 빠른 간극 시간은 수동 간극 선택으로 가능합니다. 최단 간극 시간은 0나노초이며 200나노초 증분으로 설정하여 10초까지 증가합니다. 그러나 0나노초에서 100마이크로초 사이의 설정은 CB ADC에는 너무 빠르기 때문에 이 범위에서는 SAR ADC가 측정을 수행하게 됩니다. SAR ADC에 대한 세부 정보는 다음 섹션에 나와 있습니다.

SAR ADC의 간극 설정

SAR ADC에 대한 디지털화 간극 설정은 측정값을 형성하기 위해 평균화되는 샘플 수의 측정 프로세스를 제어합니다. 간극 시간 값이 이 프로세스를 제어하고 시간 값은 ADC의 샘플링 시간에 기반합니다. SAR ADC는 트리거 후 측정 신호를 즉시 캡처할 수 있습니다. 따라서 0나노초가 최소 간극 시간입니다. 또한 SAR ADC에 의한 샘플 변환 사이의 증분 시간은 200나노초입니다. 즉, 트리거 후에 SAR ADC가 이 200나노초 기간 동안 입력 신호를 캡처하고 변환한 다음 입력 신호를 다시 추적하며 또 다른 트리거에 대한 준비를 합니다. 따라서 0나노초 간극 시간은 SAR ADC가 입력 신호의 단일 순간 샘플을 사용하여 측정을 수행하도록 설정합니다.

그러나 사용자가 여러 샘플을 단일 측정값으로 평균화하고자 할 수 있으므로 간극 시간을 이 평균 프로세스를 구성하는 데에도 사용할 수 있습니다. SAR ADC는 200나노초의 속도로 샘플링하고 변환할 수 있습니다. 즉, 동시에 캡처하고 변환하고 평균을 계산할 수 있는 샘플 수는 200나노초에 2개, 400나노초에 3개, 600나노초에 4개와 같은 식으로 증가합니다.

SAR ADC에 대한 간극 시간의 허용 범위는 0나노초에서 3밀리초 사이이며 증분은 200나노초입니다. 이 범위를 설명하기 위해 순간 샘플에 대한 간극 시간 설정은 0나노초 설정이거나, 10개 샘플의 평균은 1800나노초 간극 설정이거나, 최대 15001개 샘플은 3밀리초 간극 시간으로 평균화됩니다.

그림 4. 간극 설정 및 샘플 값

이 그림은 변화하는 신호 레벨(0.5µV~1.9µV)과 시간을 비교하여 보여줍니다. 간극을 0나노초로 설정하면 샘플 값은 0.5µv이고 샘플은 트리거 시간에 캡처됩니다. 간극을 200나노초로 설정하면 샘플 값은 (0.5µv + 0.9 µv)/2 또는 0.7µv이며, 이것은 트리거 후 200/2나노초 또는 100나노초입니다. 간극을 400나노초로 설정하면 샘플 값은 (0.5 + 0.9 + 1.3)/3 또는 0.9µv이며, 이것은 트리거 후 400/2나노초 또는 200나노초입니다. 간극을 600나노초로 설정하면 샘플 값은 (0.5 + 0.9 + 1.3 + 1.7)/4 또는 1.1µv이며, 이것은 트리거 후 600/2나노초 또는 300나노초입니다.

설명된 대로 SAR ADC 사용 시 애플리케이션에 따라 평균화되어 디지털화 함수에서 단일 측정값을 형성하는 샘플 수는 간극 시간 설정에 설정된 값에 의해 직접적으로 제어됩니다.

요약하면 간극 시간은 측정에 대한 ADC 변환의 속도와 형식에 대한 주 제어 요소입니다. CB ADC가 선호되는 기법인 안정적인 신호의 고정밀도 측정에 대한 필요성이나 SAR ADC가 최고의 성능을 내는 변화하는 아날로그 신호의 순간 값 디지털화에 대한 필요성에 따라, 디지털 멀티미터를 최적의 측정 성능으로 구성하는 핵심 매개변수는 바로 간극 시간(the aperture time)입니다.

트리거

트리거는 특정 이벤트 또는 작업에 대한 측정을 수행하는 디지털 멀티미터를 동기화하는 방법으로, 측정이나 일련의 측정을 원하는 특정 조건과 연관시킬 수 있습니다. 가장 단순한 모드에서 트리거는 일련의 개별적인 연속 측정을 자동으로 수행하는 자유 조건 방식일 수 있습니다.

또 다른 기본적인 트리거 설정은 수동으로 전면 패널 키 입력 또는 몇 가지 독립적인 트리거 신호 유형을 통해 단일 측정을 수행하는 것입니다. 보다 정교한 시나리오에서는 다양한 독립적인 이벤트를 통해 디지털 멀티미터의 측정 수집을 활성화할 수 있습니다. 여기에는 컴퓨터로 제어되는 자동화(computer-controlled automation), 독립적 외부 이벤트에 대한 동기화, 필요한 기간 동안 대기 또는 측정 터미널에서 특정 신호 조건이 관찰되는 때가 포함됩니다. 최대한의 유연성을 위해 여러 이벤트를 조합하고 순차적으로 구성할 수 있으며, 일련의 특정 이벤트가 단일 또는 멀티 측정을 시작할 수 있습니다. 이 섹션에서는 이 트리거 시스템의 설계와 구성에 대한 일반적인 설명을 제공합니다.

그림 5. 트리거 하위 시스템(Subsystem)

그림 5에서 볼 수 있는 것처럼 디지털 멀티미터에는 여러 중첩 계층으로 구성된 트리거 하위 시스템이 있습니다. 전원이 켜진 기본 상태에서 모든 계층(layers)은 제품이 연속적으로 자동 판독을 수행하도록 허용하는 상태로 설정됩니다. 이를 넘어서면 1개, 2개 또는 3개의 여러 정의 가능한 이벤트의 매우 구체적인 발생마다 비연속적인 방식으로 판독을 수행하도록 트리거 하위 시스템을 구성할 수 있습니다.

초기화 계층은 단일 샷(single shot) 측정 또는 반복되는 일련의 측정(repeating series)이 수행될지 여부를 결정합니다. 초기화 계층 이후에는 Arm 계층 두 개와 트리거 계층 하나가 있습니다. 전체 트리거 하위 시스템 사용을 더 잘 제어할 수 있도록 이러한 계층은 측정 획득을 초기화하기 위해 발생해야 하는 하나 이상의 이벤트를 지정합니다.

트리거 계층을 파악하면 기능의 전체 범위를 알 수 있습니다. 그림 6에서는 트리거 계층의 설정 가능한 특성을 보여줍니다. 여기에는 이벤트 설정(및 수식어), 루프 카운터, 이벤트 카운터, 지연, 보류 타이머 등이 포함됩니다. Arm2 및 Arm1 계층의 기능은 그림 6과 매우 유사합니다.

그림 6. 특수 이벤트가 없는 트리거 계층

그림 5에서 볼 수 있는 것처럼 이러한 3개 계층을 중첩하여 측정이 획득될 때 3개의 독립적인 일련의 이벤트를 제어할 수 있습니다. Arm1 계층에 정의된 이벤트 시퀀스는 Arm2 계층에 정의된 이벤트 시퀀스가 수행되기 전에 발생해야 한다는 것을 알 수 있습니다. 계속해서 Arm2 이벤트 시퀀스는 트리거 계층 이벤트가 수행되기 전에 완료되어야 합니다. 마지막으로, 트리거 계층 시퀀스가 완료되면 측정이 초기화됩니다. 그러나 앞서 언급한 바와 같이 특정 계층을 다르게 정의하지 않으면, 측정 활성화 과정에 영향을 주지 않는 기본(default) 설정과 마찬가지 입니다.

다중 계층이 복잡한 트리거 및 타이밍 요구 사항을 어떻게 지원할 수 있는지 설명하기 위해, 여기에서는 다양한 타이밍 시퀀싱 이벤트에서 여러 계층을 사용하는 응용 분야의 예를 보여줍니다.

사례 1- 제어 가능한 연속 트리거

여러 일련의 연속 판독을 실행하고 중지하는 예입니다. 이 사례에서 이러한 측정을 트리거하는 데 RUN/STOP 제어 버튼 이외의 외부 이벤트가 사용되지 않습니다. Arm2, Arm1 및 트리거 계층은 단순한 통과 조건이며 측정을 제어하는 다른 추가적인 조건을 추가하지 않습니다. Start/Stop 키를 눌러 측정 수행을 제어합니다.

그림 7. 사례 1: 제어 가능한 연속 트리거

사례 2 – 제어되는 측정 카운트가 있는 트리거

이 애플리케이션에서는 이 프로세스를 초기화하는 트리거 키를 사용하여 100개 측정을 수행하는 것을 보여줍니다. 초기화 및 트리거 계층만 활성화됩니다. Arm2 및 Arm1 계층은 단순한 통과 조건이며 측정을 제어하는 다른 추가적인 조건을 추가하지 않습니다. RUN/STOP 전면 패널 버튼은 자유 실행 유형의 작동에서 미터를 중지한 다음 전면 패널 TRIG 버튼을 눌러 수행되는 수동 트리거를 기다리는 데 사용됩니다. 이 구성 제어는 초기화 계층을 통해 수행되며 명령에서 연속 측정을 수행하거나 중지하도록 설정합니다. 트리거 계층 카운트는 100으로 설정되어 있으므로 트리거되면 100개 측정을 수행합니다. 100개 측정이 수행되면 디지털 멀티미터가 중지되며, 필요한 경우 다른 일련의 100개 측정을 수행하려면 다시 트리거해야 합니다.

그림 8. 사례 2: 제어되는 측정 카운트가 있는 트리거

사례 3 – 지정된 측정 카운트가 있는 트리거, 지연

여기에서는 사례 2와 유사하지만 측정 수행 전에 지연(delay prior)을 포함하는 측정 시리즈를 보여줍니다. 애플리케이션에서 전면 패널 트리거 제어를 통해 트리거가 수신됩니다. 5초 지연 후 100개 측정이 수행됩니다. 이 예에서 초기화, 트리거 및 Arm1 계층이 활성화됩니다. Arm2 계층은 단순한 통과 조건이며 측정을 제어하는 다른 조건을 추가하지 않습니다. RUN/STOP 전면 패널 버튼은 초기화 계층이 명령에서 연속 측정을 수행하거나 중지하도록 제어합니다.

이 프로세스를 구성하려면 Arm1 계층을 프로그래밍하여 5초 지연을 구성해야 합니다. 전면 패널의 TRIGGER 버튼을 누르면 프로세스가 Arm1 계층으로 전달되고 5초 지연 후 트리거 계층으로 전달됩니다. 트리거 계층 카운트는 100으로 설정되어 있으므로 트리거되면 100개 측정을 수행합니다.

그림 9. 사례 3: 지정된 측정 카운트가 있는 트리거, 지연

사례 4 – 타이밍 측정 카운트를 반복적으로 트리거

판독당 1밀리초 속도로 1000개 판독을 수행하며 수동 트리거로 초기화되는 시나리오입니다. 또한 후속 트리거를 통해 반복할 수 있습니다. 전면 패널 트리거 제어를 통해 트리거가 수신됩니다. 1밀리초 간격으로 1000개 측정이 수행됩니다(1초 길이의 측정 시리즈). 이 예에서 계층 구성은 초기화(Initiate), Arm1 및 트리거입니다. 이전 예제에서처럼 Run/Stop 전면 패널 버튼은 초기화 계층이 트리거 명령에서 개별 그룹의 측정을 수행하거나 중지하도록 제어합니다. Arm2 계층은 단순한 통과 조건이며 측정을 제어하는 다른 조건을 추가하지 않습니다. Arm1 계층은 TRIG 버튼을 누를 때 수동으로 판독을 초기화하도록 구성됩니다. 이 트리거 신호가 수신되면 트리거 계층으로 전달합니다. 트리거 계층은 판독 카운트가 1000으로 구성되어 있으며, 각 판독은 1밀리초의 지연 시간을 포함합니다. 따라서 디지털 멀티미터가 측정을 수행하고 1밀리초 대기한 후 다시 측정을 반복합니다. 측정 카운트가 1000에 도달할 때까지 계속됩니다. 완료되면 프로세스 루프가 Arm1 계층으로 돌아가고 다음 트리거를 대기합니다. 이 후속 트리거가 수신되면 동일한 프로세스가 또 다른 1000개 측정을 수행합니다.

1밀리초 간격의 1000개 판독 트리거 그룹이 반복 발생하는 TRIGGER 키 입력을 초기화함

그림 10. 사례 4: 타이밍 측정 카운트를 반복적으로 트리거

사례 5 – 파형 편평도를 측정하는 지연이 있는 트리거

이 애플리케이션에서는 트리거를 사용하여 사각파 파형의 상부 레벨에서 여러 판독을 수행합니다. 이 작업은 디지털화 함수에서 수행할 수 있습니다. 목적은 200마이크로초 지연 후 파형의 리딩 에지를 지나면 200나노초 간격으로 1000개 판독을 수행하는 것입니다. 이렇게 하면 사각파의 상부 안정 레벨에서 측정이 발생하게 됩니다. 파형의 리딩 에지에서 측정된 신호가 디지털 멀티미터의 측정 범위 50%(1V 피크-피크 사각파에서 0.5V)에 도달하면 트리거가 초기화됩니다. 트리거된 경우 200마이크로초를 지연한 후 1000개 판독을 수행합니다. 디지털 멀티미터의 메모리를 사용하여 이러한 측정이 후속 분석용으로 저장됩니다. (예를 들어 측정 분석에서 평균 계산을 통해 사각파의 유효 상부 레벨을 결정할 수 있습니다.) 이러한 측정을 달성하기 위해 트리거 구성에서 Arm1 및 트리거 계층을 사용합니다. Arm1 계층은 내부 설정을 사용하여 트리거 레벨을 범위의 50%로 설정하고 해당 신호 조건에 따라 200마이크로초 지연을 통합하는 양의 기울기 전환입니다. 그런 다음 트리거 제어 시퀀스는 획득을 시작하는 트리거 계층으로 전달됩니다. 이 트리거 계층은 측정 간에 200나노초의 간격을 두는 타이밍으로 1000개 측정을 수행하도록 구성됩니다. TRIG 버튼을 누르면 입력 신호에서 적절한 트리거 조건을 대기하고, 200마이크로초 대기한 후 1000개 측정을 수행하는 프로세스가 시작됩니다.

요약하면 이 트리거 시스템은 매우 기능이 뛰어나며 유연합니다. 간단한 응용 분야뿐만 아니라 고급/복잡한 응용 분야에서도 사용할 수 있습니다. 다중 계층을 통해 측정 작업을 트리거하는 데 여러 독립적인 이벤트를 사용할 수 있습니다. 기본 모드는 쉽게 사용할 수 있는 단순 작동입니다. 메모리가 적고 트리거 기능이 거의 없는 기존 디지털 멀티미터와 비교하면 기능이 뛰어난 고급 트리거 옵션을 통해 고급 측정을 훨씬 쉽게 수행할 수 있습니다.

그림 11. 사례 5: 파형 편평도를 측정하는 지연이 있는 트리거

고성능 측정 시스템 사용

이중 아날로그-디지털 변환기의 장점과 디지털 멀티미터 내부의 트리거 시스템 및 분석 기능이 제공하는 유연성을 활용하면 사용자가 고급 측정을 수행하는 역량이 향상됩니다. 다양한 응용 분야에서 전압, 전류 또는 저항을 측정할 때 신호의 특성을 파악하기 위한 정교한 측정이 가능합니다. 이 섹션에서는 다양한 애플리케이션을 사용하여 이러한 기능의 사용법을 보여줌으로써 다양한 고속 측정 방법의 일반적인 용도를 설명합니다.

CB ADC와 고속 측정

8588A 및 8558A 디지털 멀티미터의 고속 전하 균형 ADC(CB ADC)와 트리거 시스템 및 측정 분석 기능을 결합하여 사용하면 많은 측정 애플리케이션에서 파형 특성의 정교한 측정이 가능합니다.

빠른 간극 시간을 사용하는 측정을 통해 뛰어난 불확도와 최소 100마이크로초의 간극 시간을 사용하여 단일 측정이나 반복 측정을 수행할 수 있습니다. 또한 SAR ADC를 사용하면 100마이크로초와 0나노초 사이의 범위에서 200나노초 증분으로 더 짧은 간극 시간을 선택할 수도 있습니다.

예를 들어 애플리케이션에서 60Hz 전원 주 신호의 10회 사이클에 걸쳐 시간에 따른 순간 진폭을 측정해야 하는 경우 사이클 간에 100마이크로초 측정 간격을 사용하여 공급 전원 사이클마다 167개 측정을 수행할 수 있습니다. 즉, 10회 사이클 동안 총 1667개 측정 지점을 검사할 수 있습니다. 이 순간 측정 데이터를 캡처하도록 구성된 디지털 멀티미터와 그 고급 분석 기능을 사용하면 이 작업을 즉시 수행할 수 있습니다.

이와 같은 측정 데이터를 일반적인 측정된 특성을 분석하고 통계적으로 분석하여 그래픽으로 표시할 수 있습니다. 몇 가지 주파수 도메인 분석을 수행할 수도 있습니다. 디지털 멀티미터의 이와 같은 신호 처리는 지금까지 다른 어떤 고성능 디지털 멀티미터에서도 가능하지 않았습니다.

예 A: 60Hz 왜곡 사인파에 대한 고속 DC v 측정

이 예제에서는 10회 공급 전원 사이클에 대해 전압을 순간적으로 측정해야 합니다. 전체 파형의 RMS 값만 나타내는 AC 전압 측정 기능을 사용하는 대신 파형의 다양한 지점을 따라 고속 DC 전압 측정을 수행합니다. 이를 통해 측정된 신호를 분석하는 동시에 표시하는 기능을 얻을 수 있습니다.

적절한 측정 설정은 가장 빠른 간극 설정인 0나노초에서 DC 전압 기능을 사용하는 것입니다. 100마이크로초 간격으로 1667개 측정을 수행하여 이 60Hz 파형의 10회 사이클을 상세히 설명할 수 있습니다. 이 예제에서는 1V 피크-피크 60Hz 왜곡 사인파 신호를 측정합니다. 다음 그림은 전압 교정기를 사용하여 시뮬레이션된 측정된 파형의 디스플레이가 있는 설정을 보여줍니다.

디지털 멀티미터의 DC 전압 측정 설정은 가장 빠른 간극 속도를 보여줍니다.

디지털 멀티미터 측정은 다음 설정을 통해 100마이크로초 타이밍으로 트리거됩니다.

 

아래에서 볼 수 있는 것처럼 완료된 측정을 분석 정보와 함께 그래픽 디스플레이로 디지털 멀티미터에 표시할 수 있으며, 필요한 경우 최근 100개 샘플의 확장된 보기를 함께 표시할 수 있습니다.

  

예 B: DC 전압 신호에 대한 노이즈의 고속 DC V 측정

디지털 멀티미터의 입력 필터링을 줄임으로써 디지털 멀티미터의 노이즈 제거를 효과적으로 수행하여 신호의 노이즈를 분석할 수 있습니다. 다음 예제에서는 노이즈 분석과 함께 디지털 및 그래픽 측정을 모두 보여줍니다. 1V DC 신호에서 0나노초 간극 시간으로 100마이크로초 간격마다 5000개 측정을 수행합니다.

다음 그림은 이 측정의 디스플레이가 있는 설정을 보여줍니다.

 

5000개 디지털 멀티미터 측정은 다음 설정을 통해 100마이크로초 타이밍으로 트리거됩니다.

 

아래에서 볼 수 있는 것처럼 완료된 측정을 분석 정보와 함께 그래픽 디스플레이로 디지털 멀티미터에 표시할 수 있습니다. 0.5초 동안 수행된 측정의 플롯이 표시되어 있습니다. 측정 시리즈의 통계도 표시할 수 있으며, 여기에는 측정 세트의 최소, 최대, 범위, 평균 측정 및 표준 편차가 포함됩니다. 두 번째 화면은 최근 100개 측정의 확장된 보기를 보여줍니다. 세 번째 화면은 노이즈 분포의 히스토그램도 표시할 수 있음을 보여줍니다.

  

SAR ADC로 측정 디지털화

순차적 근사화 레지스터(SAR) ADC를 사용하여 측정을 수행하면 전하 균형 ADC보다 더욱 빠른 측정이 가능합니다. 디지털 멀티미터의 디지털화 기능은 개별 시간 간격에 따라 연속 아날로그 신호를 캡처합니다. 초당 5메가 샘플링 속도의 SAR ADC를 사용하면 이전의 그 어떤 정밀 디지털 멀티미터보다 뛰어난 유연성과 기능으로 파형을 디지털화할 수 있습니다. 측정 신호 대역폭이 20MHz인 8588A/8558A는 측정 타이밍의 나노초 간격 트리거 제어를 통해 신호와 신호 변동을 고정밀도(6.5자리 또는 18비트 분해능)로 측정할 수 있습니다. 또한 디지털 멀티미터 측정 레코드 버퍼가 최대 1천 5백만개 측정값을 저장할 수 있습니다. 이렇게 저장된 데이터를 나중에 가져와 분석할 수 있습니다. 이 아키텍처에서 디지털 멀티미터는 광범위한 신호 파형을 캡처할 수 있습니다. 이 강력한 측정 디지털화 기능은 많은 다양한 고급 테스트 애플리케이션의 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다.

예 C: DC 전압 측정을 통한 삼각파 디지털화

이 예제에서는 디지털 멀티미터의 디지털화 기능을 다양한 측면에서 살펴봅니다. 1V 피크-피크 삼각파에서 200나노초 간격으로 50,000개 측정이 수행됩니다.

아래에 측정 세부 정보를 구성하는 설정 화면이 있습니다. 여기에서는 다양한 관련 설정 중에서 트리거 방법의 주요 설정과 측정 횟수를 보여줍니다.

아래 첫 번째 화면에서는 필터 설정, 0나노초 간극 설정, 샘플 카운트 및 기타 측정 설정과 같은 다른 구성 정보를 보여줍니다.

디지털 멀티미터는 측정을 초기화하기 위해 대기하는 중입니다. 두 번째 화면은 측정이 초기화되고, 전체 캡처 프로세스가 완료되었으며, 측정 데이터가 메모리로 전송된 이후의 화면을 보여줍니다.

 

여기에서는 예제 측정 설정과 측정된 파형의 결과 디스플레이를 보여줍니다.

예제 측정 설정과 결과 측정된 파형입니다.

디지털화된 측정의 표시와 분석

디지털화한 후 ANALYZE를 누르면 디지털화된 측정이 시간 또는 주파수 방식으로 그래픽으로 표시됩니다. 아래 이미지에서는 데이터를 시간 기준 그래픽 이미지로 표시하는 트렌드 플롯을 보여줍니다.

다음 두 이미지에서는 사각파 신호의 트렌드 플롯과 주파수 플롯을 모두 보여줍니다. 위에서 보여준 삼각파와 유사하게 디지털화되었습니다. (설명을 위해 사각파는 삼각파보다 더 많은 개별 주파수 성분을 갖습니다.)

 

측정 레코드 관리

사용되는 측정 또는 디지털화 함수와 독립적으로, 디지털 멀티미터의 측정 레코드를 분석 용도의 레코드로 저장할 수 있습니다. 이러한 측정 레코드를 비휘발성 메모리에 저장하고 나중에 USB 메모리 스틱을 통해 디지털 멀티미터 외부에서 또는 디지털 멀티미터의 리모컨 인터페이스를 통해 컴퓨터에서 직접 분석용으로 액세스할 수 있습니다.

이 화면에서는 전면 패널의 MEM SETUP 키를 통해 레코드 관리를 수행합니다. 다섯 개 기능 키는 사용 가능한 관리 기능을 나타냅니다. 두 번째 화면은 레코드 관리를 보여줍니다. 디지털 멀티미터에 저장되어 있는 여러 레코드를 액세스하고 관리하고 추가 분석을 위해 선택하여 다운로드할 수 있습니다.

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