יציבות המתח של ספקים ו-Power Banks

[card]

שלום

במשך הרבה זמן רציתי לדעת איך נראה הגל של מגוון מקורות מתח שיש לי.

למי יש גל נקי ויציב, ולמי גל מלא הפרעות.

התחלתי היום ועשיתי מדידות עבור 3 מקורות מתח:

1) Rechargable Power Bank

2) ספק מקורי של Apple (שקיבלתי מחבר.. אין לי שום מוצר של אפל בבית)

3) ספק חיקוי של אפל, מ-buy in coins, שעלה לי 1$

להלן התוצאות:

הראשון: ה-Rechargable Power Bank

http://www.fasttech.com/product/1380101

זה Power Bank שעלה לי 6$, כפי שניתן לראות בלינק.

בגדול זה נראה טוב,

ה-Peak to Peak פה הוא בערך 0.4v.

בתמונה הבאה אני עושה Zoom In מבחינת הזמן, וניתן לראות שעדיין נראה טוב:

אבל מה שבאמת מעניין מתגלה דווקא כשעושים Zoom Out בזמן.

הגל הוא בעצם מסורי, כל 250ms:

השני: ספק מקורי של Apple

האמת שמהספק הזה ציפיתי לאיכות הכי טובה,

כי זה אפל.

הגל נראה נקי,

וגם כשמרחיבים אותו:

אבל כשמתרחקים,

שוב, אותה תופעת מסור:

וכשאני מתרחק עוד קצת:

השלישי: ספק שנראה כמו ספק של אפל, אבל הוא ממש לא. נקנה ב-1$ מ-buyincoins.com

http://www.buyincoins.com/new_en/details/usb-eu-ac-power-charger-adapter-for-apple-ipod-iphone-3g-4-4g-4s-4gs-product-1562.html

זה הספק שציפיתי ממנו להיות הכי דפוק.

שיהיו לו הכי הרבה הפרעות.

זה ספק סיני, שעולה 1.14$ כולל משלוח,

אבל עם צורה כמו ספקים של iPad, ממה שהבנתי.

נתרחק כדי לקבל תמונת על:

ובאופן מפתיע, הספק ב-1$ הוא הספק הכי נקי

[none77]

איך בדקת?

[card]

איך בדקת.?

קניתי משקף גלים

[Art Tatum]

מה בדיוק אפשר להבין מזה?

[none77]

תן לינק בבקשה, מקווה שזה מעל 50$ כי אז כנראה אוותר.

[card]

המשקף גלים נקרא Hantek DSO1102B

הוא עלה 430$,

והתווספו לכך עוד איזה 300שח בערך עבור מיסים ועמלות.

יש גם דברים בפחות מ-50$,

אלה משקפי גלים USB..

הם מתחברים למחשב, והמחשב מציג את המידע..

(מה שמפחיד איתם, הוא שאתה בעצם מחבר מתח אל המחשב שלך.. אז רצוי לחבר את זה למחשב שלא ממש אכפת לך ממנו)

מה בדיוק אפשר להבין מזה?

יש ספקים שהמתח שהם מוציאים מלא רעש.

בגלל זה הם לא יתאימו להרבה דברים, למעט דברים חשמליים פשוטים.

היציבים יותר טובים, ויתאימו גם לדברים אלקטרוניים עדינים כמו מיקרו-בקר, מחשב קטן, ודברים כאלה.

באופן מפתיע, 3 הספקים שהתחלתי איתם(אלה שלמעלה), הם דיי בסדר,

כשדווקא הכי זול שהיה אמור להיות הכי דפוק, הוא הכי טוב - נקי לגמרי, בלי הגל המסורי אפילו.

אני אמשיך עכשיו לספקים נוספים.

[none77]

תחבר לספק כח של המחשב שלך

[Mike-]

400mV זה ממש משמעותי !

התוצאות שלך לא אומרות יותר מידי, דבר ראשון צריך יותר זום על הציר האנכי, דבר שני (והרבה יותר חשוב) איך בוצעו המדידות ? תחת עומס ? ללא עומס ?

מדידת ספק ללא עומס לא מעידה על כלום, אתה צריך לראות איך המתח מתנהג כשמחוברים עומסים שונים.

הנה לך הזדמנות ללמוד למדוד ולנתח תוצאות של ספקים, אני אמליץ לך לקרוא טוב, לראות ולהבין את הגרפים של כמה המהמטענים (קח אחד טוב ואחד רע לפחות) מהבדיקות בשני האתרים הבאים:

http://www.righto.com/2012/10/a-dozen-usb-chargers-in-lab-apple-is.html

http://www.lygte-info.dk/info/usbPowerSupplyTest%20UK.html

[card]

דבר ראשון צריך יותר זום על הציר האנכי, דבר שני (והרבה יותר חשוב) איך בוצעו המדידות ? תחת עומס ? ללא עומס ?

מדידת ספק ללא עומס לא מעידה על כלום, אתה צריך לראות איך המתח מתנהג כשמחוברים עומסים שונים.

באמת?

זה קריטי שהמדידה תבוצע תחת עומס?

זה בוצע בחיבור ישירות לספק..

ואני זוכר את 2 הכתבות האלה,

קראתי אותן לפני כמה חודשים..

אחת מהן נכתבה ע"י הבן אדם שכתב את הספרייה ל-IR לארדואינו..

באיזה עומס(ים) להשתמש?

והאם נגד הוא עומס מספיק טוב?

[anatoli]

דבר ראשון כמו שאמרו לך, רעש ללא עומס זה גם מלמד משהו, אבל זה לא מה שמעניין במקרה כזה - מה שמעניין זה התנהגות תחת עומס. מצד שני, כשמתחשבים בעובדה שזה משמש לטעינה של סוללה (כך שזה נכנס לשבב שאחראי על הטעינה) החשיבות של הגליות הזו היא לא מטורפת. כשמדברים על ספקים של אודיו אז אפשר לשבור את הראש בנוגע למדידה לא מעט, ושם מדברים על ערכים של עשרות uV לכל היותר (ללא עומס ולעיתים גם עם עומס), ואתה יכול לחפש פה דיונים שבהם ציינתי את ה-LNMP שאני משתמש בו למדידות האלה.

דבר שני, אתה צריך להבין שהמדידות האלה מאוד מוגבלות. אתה עובד פה על 2V/div ויש לך 8div בציר האנכי. מה שאומר שאם יש לך מכשיר מושלם (סקופ) הממיר שלו נותן לך רזולוציה של 62.5mV במצב הזה. זה כמובן מאוד אופטימי, בדר"כ יש למכשירים (אפילו לטובים) רזולוציה אפקטיבית של 7bit בערך כך שאתה מקבל הרבה פחות רזולוציה, ואני לא אתפלא אם מדובר על סדר גודל של 100mV או גרוע מזה.

הדרך הנכונה לעשות את זה בכדי לראות את ההפרעות על הגל הן לעשות צימוד AC ולהגדיל את הסיגנל כך שהוא ימלא את מלוא המסך. מעבר לזה יש את עניין הפרוב - במקרה הזה אני לא חושב שמעניין במיוחד מה יש בתדרים גבוהים של מעל לכמה מגה-הרצים - אבל באופן כללי כדאי לעבוד עם פרוב של x10 ולא פרוב של x1. צימוד AC עלול להיות בעייתי עבור הדברים שנמצאים ב-250mS (זמן מחזור) כי זה קרוב מאוד לתדר החיתוך או אפילו מתחתיו לעיתים, אז יכול להיות שתוכל במקום זה לעשות פשוט DC-offset, השאלה היא כמה AC יש שם לעומת ה-DC, וזה יקבע האם תוכל באמת לקזז את כל הרכיב DC ועדיין לקבל רזולוציה גבוהה למה שרוכב עליו.

עריכה:

בנוגע לסוג העומס - נגד הוא העומס הכי טוב במקרה הזה. צריך לבחור את הנגד כך שיצרוך את הזרם הצפוי במתח הנתון. כמובן שחובה להשתמש בנגד עם הספק גבוה מספיק אחרת הוא לא ישרוד את זה.

[card]

מצד שני, כשמתחשבים בעובדה שזה משמש לטעינה של סוללה (כך שזה נכנס לשבב שאחראי על הטעינה) החשיבות של הגליות הזו היא לא מטורפת.

זה לא מיועד לטעינה של סוללה.

פשוט במקרה שמתי כאן גם Power Bank וגם ספקי USB,

אז זה נראה כאילו הם הולכים להיות ביחד..

כלומר יש גם אפשרות סבירה מאד שאטעין את ה-Power Bank בעזרת אחד מספקי ה-USB,

אבל זו רק אפשרות אחת מבין כמה.

האחרות הן:

- להפעיל מיקרו-בקר ע"י ספק USB

- להפעיל דברים אלקטרוניים אחרים ע"י ספק USB

- להטעין סמארטפון

ועוד

כשמדברים על ספקים של אודיו אז אפשר לשבור את הראש בנוגע למדידה לא מעט, ושם מדברים על ערכים של עשרות uV לכל היותר (ללא עומס ולעיתים גם עם עומס), ואתה יכול לחפש פה דיונים שבהם ציינתי את ה-LNMP שאני משתמש בו למדידות האלה.

מצאתי שניים:

אקרא אותם עכשיו

דבר שני, אתה צריך להבין שהמדידות האלה מאוד מוגבלות. אתה עובד פה על 2V/div ויש לך 8div בציר האנכי.

אתה צודק

גם מייק העיר על כך.

אני אדאג לעשות את המדידות שוב, ולפרוס את הגל על פני כל המסך(ציר ה-Y).

יש לי 2 אפשרויות כדי לעשות את זה:

1) להזיז את ה-Level כדי שהגל יהיה בדיוק על ציר ה-X

2) להשתמש ב-AC Coupling

האם יש הבדל בינהן?

(למה אני שואל? כי אולי באחת יש איבוד מסוים של מידע, ובשנייה לא.. או שאולי שתיהן אותו דבר בדיוק)

מעבר לזה יש את עניין הפרוב.

במקרה הזה אני לא חושב שמעניין במיוחד מה יש בתדרים גבוהים של מעל לכמה מגה-הרצים - אבל באופן כללי כדאי לעבוד עם פרוב של x10 ולא פרוב של x1.

נכון, מהסיבה הזו לא עברתי למצב x10.

יש למעשה עוד סיבה למה לא מדדתי במצב x10,

והיא, כי אם אני מבין נכון, אני בעצם מאבד כאן רזולוציה מבחינת מדידת המתח.

הרי הפרוב יחלק את המתח ב-10,

ואז בסקופ אני יכול להפעיל מצב x10 גם כן, מה שמכפיל את המתח ב-10 בחזרה,

אבל זה אומר שאני אאבד רזולוציה בסדר גודל אחד - כמות ה"פיקסלים" של המתח תחולק ב-10 בעצם..

אני צודק בזה?

צימוד AC עלול להיות בעייתי עבור הדברים שנמצאים ב-250mS (זמן מחזור) כי זה קרוב מאוד לתדר החיתוך או אפילו מתחתיו לעיתים, אז יכול להיות שתוכל במקום זה לעשות פשוט DC-offset

זה בדיוק מתחבר לשאלה ששאלתי קודם על איך עדיף להוריד את הגל שיהיה על הציר ה-X..

ממה שכתבת אני מבין ש-Level Shifting עדיף על AC Coupling?

רק מה זה תדר חיתוך?

השאלה היא כמה AC יש שם לעומת ה-DC, וזה יקבע האם תוכל באמת לקזז את כל הרכיב DC ועדיין לקבל רזולוציה גבוהה למה שרוכב עליו.

רוב הגרף מורכב בעצם מ-DC..

כמו שראינו,

עבור ספקי USB של 5v,

רוב הגל הוא בעצם 5v,

ומרכיב ה-AC בו היה בד"כ 400mV peak to peak

(כשאעבור לספקים אחרים פחות טובים, אני מניח שמרכיב ה-AC יגדל)

בנוגע לסוג העומס - נגד הוא העומס הכי טוב במקרה הזה. צריך לבחור את הנגד כך שיצרוך את הזרם הצפוי במתח הנתון. כמובן שחובה להשתמש בנגד עם הספק גבוה מספיק אחרת הוא לא ישרוד את זה.

מעניין אם הנגדים שיש לי יתאימו.

אבדוק עכשיו

[anatoli]

כשאתה משמש להפעלת מיקרו-בקר, ברוב הלוחות יש ממילא מייצב מתח על גבי הלוח - במקרה כזה החשיבות של הגליות הזו (בטח שבתדרים נמוכים) היא זניחה.

בנוגע להבדל בין DC offset לבין צימוד AC, הסברתי בפוסט הקודם.

פרוב של X10 הוא עדיף כי הוא לא מעמיס על המעגל. זה שהוא מחלק את המתח ב-10 זה נכון, אבל השאלה היא האם זה משנה. זה תלוי בעוצמה של הסיגנל, כי אם ממילא הוא מחולק אחרי זה בתוך הסקופ, אז מה זה משנה איפה הוא מחולק? עדיף שיחולק כבר בפרוב ולא יעמיס על המעגל בתדר גבוה.

תדר חיתוך זה התדר שבו הפילטר מנחית ב-3dB.

[Mike-]

ההגברה של הסיגנל כאשר אתה מעביר למצב 10x היא לא דיגיטלית אחרי דגימה אלא אנלוגית ברמת הfront end ככה שאין יתרון בשימוש במצב 1x (שגם יותר גרוע מבחינת רוחב פס של הפרוב !).

אם יש לך הרבה נגדים שונים ומשונים אתה יכול לחבר אותם במקביל ולהפוך אותם לנגד שקול בעל התנגדות נמוכה יותר והספק גדול יותר.

לדוגמא אם תקח 10 נגדים של 0.5W והתנגדות של 100 ohm, ותחבר אותם במקביל יתקבל "נגד אחד" בעל התנגדות של 10OHM והספק של 5W.

[card]

כשאתה משמש להפעלת מיקרו-בקר, ברוב הלוחות יש ממילא מייצב מתח על גבי הלוח - במקרה כזה החשיבות של הגליות הזו (בטח שבתדרים נמוכים) היא זניחה.

זה לא מדויק.

המייצב נכנס באמצע כשאתה מזין את המעגל במתחים 6-12v.

אם לעומת זאת יש לך 5v, כמו בספקי USB הנ"ל,

אז אתה לא אמור לחבר אותם למייצב, אלא אתה אמור לעקוף אותו לחבר ישירות לצומת ה-5v.

ז"א שהמיקרו-בקר מקבל את המתח שאתה נותן, והוא לא עושה לו כלום.

ההגברה של הסיגנל כאשר אתה מעביר למצב 10x היא לא דיגיטלית אחרי דגימה אלא אנלוגית ברמת הfront end ככה שאין יתרון בשימוש במצב 1x (שגם יותר גרוע מבחינת רוחב פס של הפרוב !).

הממ..

אז אם כך אפשר תמיד להיות עם הפרובים במצב של x10, ועם הסקופ גם כן במצב של x10 (כדי לאזן בחזרה את החלוקה ב-10 שנעשתה ע"י הפרובים),

וזה אומר שאני לא מפסיד כלום מבחינת הרזולוציה של המתח?

ההגברה האנלוגית הזו, עד כמה היא טובה?

אם יש לך הרבה נגדים שונים ומשונים אתה יכול לחבר אותם במקביל ולהפוך אותם לנגד שקול בעל התנגדות נמוכה יותר והספק גדול יותר.

לדוגמא אם תקח 10 נגדים של 0.5W והתנגדות של 100 ohm, ותחבר אותם במקביל יתקבל "נגד אחד" בעל התנגדות של 10OHM והספק של 5W.

נחמד..

אעשה כך..

תודה

דרך אגב,

בבדיקה קטנה ב-tayda,

נגדים של 1W עולים 3 סנט ליחידה...

1W Carbon Film Resistors

http://www.taydaelectronics.com/resistors/1w-carbon-film-resistors.html

1W Metal Film Resistors

http://www.taydaelectronics.com/resistors/1w-metal-film-resistors.html

אולי אקנה איזה חמישה, בהתנגדויות שונות, שיהיו למטרות כאלה..

מה עדיף, Carbon Film או Metal Film?

[anatoli]

המייצב נכנס באמצע כשאתה מזין את המעגל במתחים 6-12v.

לא בהכרח. תסתכל לדוגמא על ה-MSP430 launchpad. הוא מופעל ממתח נמוך יותר מ-5V (אם זכור לי נכון, במקור זה 3.6V שזה גם המקסימום שלו), ויש מייצב LDO על גבי הלוח שמוריד את ה-5V מה-USB למתח הזה.

בנוגע להגברה האנלוגית, זה תלוי באיזה תחום אתה נמצא ואיזה סקופ יש לך. בסקופים עם תחומים מאוד נמוכים (לדוגמא 500uV/div) ההגברה הזו עצמה מהווה צוואר בקבוק ומגביל את רוחב הפס לסדר גודל של 10Mhz או קצת יותר מזה (אין מה לעשות, ככל שמגבירים יותר המגבר איטי יותר). בעיקרון עדיף שלא תהייה חלוקה ואז הגברה, כי זה תמיד פוגם בסיגנל (כי הרעש השקול של המגבר תמיד נמצא שם וככל שהסיגנל נמוך יותר אתה נדרש להגביר יותר גם את הרעש של המגבר) - אבל מצד שני כשאתה מכניס את זה לסקופ עם רזולוציה של כמה ביטים בודדים לא בטוח שזה מהווה גורם משמעותי. ואגב, אומנם אני לא יודע איך זה נעשה בכל אחד ואחד מהסקופים ובאיזה תחום זה נכנס לפעולה, אבל לא תמיד יש צורך בהגברה גם כשמחלקים ב-10. במידה והסיגנל עדיין מספיק גדול אין שום סיבה להגביר אותו, פשוט דוגמים אותו ואז מכפילים את הערכים בחלק הדיגיטלי.

לדעתי חכם יותר יהיה להתאים את מצב העבודה לסיגנל שלך. אם אתה עובד במצב שבו אין ברירה אלא לחלק את הסיגנל כי אחרת אתה עלול להעמיס - אז ברור שתעשה את זה. לעומת זאת אם אתה עובד עם סיגנל מאוד חלש אבל מאוד איטי, כזה שבו אין שום בעיה של העמסה, למה שתחלק את הסיגנל? ועוד דבר, כשעובדים עם סיגנל מאוד מהירים אבל יש אפשרות להשתמש בכבל קואקס נורמאלי זה מעולה - הם לא סובלים מהבעיה של רוחב פס של כמה מגה-הרצים - לדוגמא לחבר מחולל אותות עם כבל קואקס לא יגביל אותך בעוד שלחבר אותו (לסקופ) עם פרוב X1 (עם מתאם במידת הצורך) יגביל אותך.