Trong hầu hết hệ thống kiểm tra tự động, phần tốn chỗ nhất trên rack không phải thiết bị đo mà là hạ tầng quanh nó: một đồng hồ đo rời, một khung cắm card chuyển mạch, một bộ điều khiển, cộng với bó dây nối ba thứ đó lại. Keysight 34980A gộp cả ba vào một khung duy nhất — và đó là lý do nó xuất hiện trong những ngành rất khác nhau.
Bài này đi qua bốn nhóm ngành đang dùng 34980A, mỗi ngành khai thác một năng lực khác nhau của cùng một khung máy.
34980A thông số: sáu con số định hình mọi ứng dụng
Trước khi nói ngành nào dùng gì, cần chốt năng lực thật của khung máy. 34980A có 8 khe cắm mô-đun, một DMM 6½ chữ số (22 bit) tích hợp sẵn, hơn 21 dòng mô-đun cắm được, khả năng chuyển mạch tới 26,5 GHz, tốc độ quét tối đa 1.000 kênh mỗi giây, và trên một khung có thể dựng tới 560 kênh ghép 2 dây hoặc 4.096 điểm cắt ma trận.
Một lưu ý về nguồn số liệu: một số tài liệu phân phối ghi dải chuyển mạch của khung này lên tới 50 GHz. Con số Keysight công bố cho 34980A là 26,5 GHz, và đó là con số dùng trong bài. Thông tin cấu hình đầy đủ có trên trang hệ thống chuyển mạch đo Keysight 34980A.
Ngành 1 — Sản xuất điện tử: kiểm tra chức năng hàng loạt
Trên một dây chuyền lắp ráp bo mạch, mỗi sản phẩm cần hàng chục tới hàng trăm điểm đo: điện áp tại các nút nguồn, điện trở tiếp xúc, thông mạch, dòng tiêu thụ ở vài trạng thái hoạt động. Nút thắt không nằm ở phép đo mà ở việc đưa đúng cặp dây tới đúng điểm, đủ nhanh để theo kịp nhịp dây chuyền.
Đây là chỗ hai con số của 34980A kết hợp với nhau: tới 560 kênh ghép 2 dây trên một khung, quét ở tốc độ tối đa 1.000 kênh mỗi giây. Với một bo cần 200 điểm đo, thời gian quét lý thuyết nằm dưới một phần tư giây — phần còn lại của chu kỳ dành cho gá đặt và xử lý dữ liệu.
DMM tích hợp đóng vai trò quan trọng ở đây theo cách ít người để ý: vì đồng hồ nằm trong cùng khung với các mô-đun chuyển mạch, đường tín hiệu từ kênh tới bộ số hóa ngắn và ổn định, không phụ thuộc vào chất lượng bó dây giữa hai thiết bị rời.
Ngành 2 — Ô tô: thử nghiệm bó dây và mô-đun điều khiển
Thử nghiệm trong ngành ô tô có một đặc thù: cùng một mẫu thử phải được đấu nối theo nhiều sơ đồ khác nhau. Kiểm tra một bó dây nghĩa là lần lượt kiểm tra thông mạch giữa nhiều cặp chân; kiểm tra một mô-đun điều khiển nghĩa là lần lượt đưa các tổ hợp tín hiệu vào các chân đầu vào.
Ghép kênh thông thường không giải quyết được việc này vì nó chỉ nối một điểm vào một đường chung. Cái cần là ma trận — và 34980A dựng được tới 4.096 điểm cắt trên một khung. Với ma trận, mỗi tổ hợp đấu nối là một lệnh phần mềm, không phải một lần tháo lắp dây. Điều đó vừa rút ngắn thời gian thử, vừa loại bỏ nguồn sai số lớn nhất trong thử nghiệm thủ công là đấu nhầm.
Ngoài chuyển mạch, khung còn nhận mô-đun vào/ra số, chuyển đổi D/A và bộ đếm — nghĩa là các tín hiệu kích thích và tín hiệu trạng thái của mô-đun điều khiển cũng nằm trong cùng một khung.
Ngành 3 — Năng lượng và pin: giám sát nhiều điểm trong thời gian dài
Thử nghiệm pin hoặc giám sát một hệ thống năng lượng cần theo dõi hàng chục điểm nhiệt độ và điện áp liên tục trong nhiều giờ tới nhiều ngày. Yêu cầu ở đây khác hẳn sản xuất: tốc độ không quan trọng bằng độ ổn định và độ phân giải.
DMM 6½ chữ số với độ phân giải 22 bit là năng lực chính được dùng. Kết hợp với mô-đun ghép kênh có sẵn kênh đo nhiệt độ, một khung 34980A thay được cả một dàn thiết bị ghi dữ liệu rời. Kết nối LAN theo chuẩn LXI cho phép đưa dữ liệu về máy chủ giám sát mà không cần phần mềm độc quyền.
Nếu bài toán của bạn thuần túy là đo điện áp và điện trở chính xác cao trên vài kênh thay vì hàng trăm, một đồng hồ để bàn có thể phù hợp hơn — chúng tôi đã phân tích trong bài đồng hồ vạn năng Keysight 34461A theo ngành.
Ngành 4 — Hàng không và RF: định tuyến tín hiệu cao tần
Trong thử nghiệm thiết bị RF, bài toán là đưa một đường tín hiệu tới lần lượt nhiều cổng đo, hoặc ngược lại. Làm thủ công nghĩa là tháo lắp đầu nối cao tần hàng trăm lần — vừa chậm, vừa làm mòn đầu nối, vừa gây sai số lặp lại.
Mô-đun chuyển mạch cao tần của 34980A làm việc tới 26,5 GHz và cắm chung khung với phần đo DC. Điều đó nghĩa là một hệ thống kiểm tra có thể vừa định tuyến đường RF, vừa đo điện áp nguồn nuôi và dòng tiêu thụ của thiết bị, mà chỉ dùng một khung và một kết nối điều khiển.
Chọn mô-đun trước, chọn khung sau
Với một hệ thống dựa trên khung cắm, sai lầm hay gặp là chốt khung trước rồi mới tính mô-đun. Thứ tự đúng thì ngược lại, vì chính mô-đun mới quyết định số khe bạn thực sự cần.
Cách làm thực dụng gồm ba bước. Trước hết, đếm số điểm đo và phân loại chúng theo kiểu tín hiệu: điện áp một chiều, nhiệt độ, điện trở, tín hiệu cao tần, vào/ra số. Tiếp theo, với mỗi nhóm, chọn dòng mô-đun phù hợp rồi chia số điểm đo cho mật độ kênh của mô-đun đó để ra số khe cần. Cuối cùng, cộng lại và chừa ít nhất một khe trống cho nhu cầu phát sinh.
Ba bước này cũng cho biết luôn bạn có cần khung 8 khe hay không. Nếu tổng cộng chỉ hết hai tới ba khe và bài toán không có dấu hiệu mở rộng, một khung nhỏ hơn sẽ hợp lý hơn về chi phí. Danh sách mô-đun tương thích và 34980A thông số chi tiết theo từng dòng mô-đun có trên trang sản phẩm.
Bảng đối chiếu: ngành nào dùng năng lực nào
| Ngành | Năng lực chính được dùng | Con số liên quan |
|---|---|---|
| Sản xuất điện tử | Ghép kênh mật độ cao, quét nhanh | 560 kênh 2 dây · 1.000 kênh/giây |
| Ô tô | Ma trận đổi cấu hình bằng phần mềm | 4.096 điểm cắt |
| Năng lượng và pin | DMM tích hợp, ghi dài hạn qua LAN | 6½ chữ số · 22 bit · LXI |
| Hàng không và RF | Chuyển mạch cao tần chung khung với đo DC | 26,5 GHz · 8 khe |
Khi nào 34980A là lựa chọn đúng
34980A hợp lý khi bài toán của bạn có đủ ba yếu tố: nhiều điểm đo, cần chuyển mạch giữa chúng, và muốn giảm số thiết bị rời trên rack. Nếu chỉ có vài kênh, một đồng hồ để bàn cộng một hộp chuyển mạch nhỏ sẽ rẻ hơn nhiều. Ngược lại, khi số kênh lên hàng trăm hoặc khi cần ma trận, chi phí trên mỗi kênh của 34980A giảm rất nhanh.
Tám khe cũng cho phép bắt đầu nhỏ: mua khung với một mô-đun, rồi bổ sung theo tiến độ mở rộng dây chuyền. Xem thêm các lựa chọn trong nhóm hệ thống thu thập dữ liệu, hoặc liên hệ Techmaster Electronics — đại lý ủy quyền Keysight tại Việt Nam, có phòng hiệu chuẩn đạt chuẩn ISO/IEC 17025 — để nhận cấu hình mô-đun đề xuất và 34980A giá theo đúng số kênh bạn cần.
