Một bộ nguồn DC để bàn hiếm khi là thiết bị được chú ý nhất trong phòng lab, nhưng nó lại là thứ nằm ở
đầu gần như mọi phép đo. Nếu điện áp cấp vào đã sai lệch hoặc nhiễu, mọi số liệu phía sau đều mang theo sai
số đó. Bài này xem Keysight E36102B — một bộ nguồn 6 V / 5 A / 30 W một ngõ ra thuộc dòng
E36100B — thực sự được dùng ra sao trong bốn môi trường khác nhau, và tính năng nào của máy được huy động
trong từng trường hợp.
Những con số quyết định
Thông số của E36102B theo công bố chính thức: một ngõ ra 6 V và 5 A, công suất tổng 30 W. Sai số đặt và
đọc lại điện áp là 0,05% + 3 mV; đọc lại dòng là 0,05% + 4 mA. Nhiễu và gợn sóng điện áp trong dải 20 Hz –
20 MHz ở mức 350 µV rms và 8 mV đỉnh–đỉnh.
Con số đáng chú ý nhất với người dùng hằng ngày là sai số đọc lại. Vì máy đo được điện
áp và dòng ngay trên ngõ ra với sai số 0,05%, trong nhiều bài toán bạn không cần mắc thêm một đồng hồ vạn
năng nối tiếp để biết mạch đang tiêu thụ bao nhiêu. Bớt một thiết bị nghĩa là bớt một bộ dây, bớt một điểm
tiếp xúc và bớt một nguồn sai số.
1. R&D điện tử: cấp nguồn sạch cho mạch số
Dải 6 V phủ đúng vùng điện áp làm việc phổ biến của mạch số hiện nay — 1,8 V, 3,3 V và 5 V. Với mức
nhiễu 350 µV rms, nguồn không tự đưa thêm nhiễu đáng kể vào mạch đang thử nghiệm, điều quan trọng khi bạn
đang truy tìm nguyên nhân một lỗi ngắt quãng và cần loại trừ dần các nghi phạm.
Trong giai đoạn phát triển, khả năng đọc dòng chính xác còn phục vụ một mục đích khác: đo mức tiêu thụ
ở các trạng thái hoạt động khác nhau của firmware. Chênh lệch vài mA giữa chế độ ngủ và chế độ chờ là con
số quyết định tuổi thọ pin của sản phẩm cuối.
2. Sản xuất và kiểm tra: lặp lại chính xác giữa các ca
Ở dây chuyền, yêu cầu không phải là linh hoạt mà là giống nhau. E36102B có chế độ
LIST, cho phép lập trình sẵn một chuỗi bước điện áp và thời gian giữ, rồi chạy lại đúng
chuỗi đó ở mọi lần thử.
Điều này loại bỏ biến thiên do thao tác tay: ca sáng và ca đêm chạy cùng một kịch bản, cùng thứ tự bước,
cùng thời gian giữ. Khi một sản phẩm trượt kiểm tra, bạn biết chắc nguyên nhân không nằm ở cách người vận
hành xoay núm.
3. Kiểm định và QA: số liệu phải để lại dấu vết
Với công việc kiểm định, kết quả đo chỉ có giá trị khi kèm được bằng chứng. Bộ nguồn
DC Keysight E36102B có data logger tích hợp, ghi lại diễn biến điện áp và dòng theo
thời gian ngay trên máy.
Nhờ đó, thay vì chỉ ghi lại một con số ở thời điểm kết thúc, bạn có cả đường diễn biến — đủ để thấy một
đỉnh dòng thoáng qua lúc khởi động, thứ mà phép đo điểm sẽ bỏ sót hoàn toàn.
4. Giáo dục và đào tạo: nhỏ gọn nhưng không phải đồ tập
Thân máy 2U cỡ 1/4 rack là lợi thế trực tiếp ở phòng thực hành, nơi mỗi bàn phải chứa nguồn, máy hiện
sóng, đồng hồ và bo mạch của sinh viên. Quan trọng hơn, sinh viên được làm quen với một thiết bị có cùng
giao diện và cùng cách lập trình như thiết bị họ sẽ gặp trong công nghiệp — chứ không phải một bộ nguồn tập
sự với thao tác khác hẳn.
Chi tiết dễ bỏ qua: đo 4 dây
E36102B hỗ trợ đo 4 dây (remote sense). Nguyên lý đơn giản nhưng hệ quả lớn: khi dòng
chạy qua dây nối, bản thân dây có điện trở và gây sụt áp. Ở mức 5 A với một cặp dây dài, phần sụt đó hoàn
toàn có thể lên tới vài chục mV — lớn hơn nhiều so với sai số 3 mV của chính bộ nguồn.
Với đo 4 dây, máy dùng thêm một cặp dây cảm biến để đo điện áp tại tải thay vì tại cọc nguồn,
rồi tự bù phần chênh lệch. Nếu bạn từng thắc mắc vì sao mạch nhận được ít điện áp hơn con số đặt trên
nguồn, đây thường là câu trả lời.
Đọc thông số nhiễu cho đúng: rms và đỉnh–đỉnh nói hai chuyện khác nhau
Keysight công bố hai con số nhiễu cho E36102B: 350 µV rms và 8 mV
đỉnh–đỉnh, cùng trong dải 20 Hz – 20 MHz. Chênh lệch hơn hai mươi lần giữa hai con số không phải
mâu thuẫn — chúng mô tả hai đặc tính khác nhau và dùng cho hai mục đích khác nhau.
Giá trị rms phản ánh mức nhiễu trung bình theo năng lượng. Đây là con số phù hợp khi bạn quan tâm tới ảnh
hưởng tích lũy: độ trôi của một mạch analog, nền nhiễu của một tầng khuếch đại, chất lượng của một phép đo
lấy trung bình nhiều lần.
Giá trị đỉnh–đỉnh phản ánh biên độ lớn nhất mà nhiễu có thể đạt tới trong khoảng quan sát. Đây mới là con
số cần nhìn khi mạch của bạn có ngưỡng: một bộ so sánh, một chân reset, hay một đầu vào logic. Với các mạch
đó, chỉ cần nhiễu vượt ngưỡng một lần là đủ gây lỗi, còn giá trị trung bình bao nhiêu thì không
quan trọng.
Dải tần 20 Hz – 20 MHz đi kèm cũng cần lưu ý: đó là phạm vi mà con số nhiễu có hiệu lực. Thành phần nhiễu
nằm ngoài dải này không được phản ánh trong hai giá trị trên.
Khi nào nên cân nhắc model khác
Cần nói rõ giới hạn để tránh chọn sai. E36102B chỉ có một ngõ ra; nếu bài toán cần cấp
đồng thời hai hoặc ba mức điện áp độc lập, bạn cần model nhiều ngõ ra. Dải 6 V / 5 A cũng đóng khung phạm
vi ứng dụng: tải cần điện áp cao hơn hoặc dòng lớn hơn sẽ phải nhìn sang model khác trong dòng E36100B.
Các thông số cấu hình đầy đủ được liệt kê trên trang sản phẩm E36102B tại Techmaster.
Về kết nối, trang sản phẩm của Keysight công bố E36102B có USB và LAN theo chuẩn LXI Core, nhưng
không nêu GPIB. Nếu hệ thống tự động hóa hiện tại của bạn bắt buộc chạy trên GPIB, hãy xác
nhận lại phương án ghép nối trước khi đặt hàng thay vì giả định máy có cổng đó.
Kết luận
E36102B phù hợp khi tải nằm gọn trong 6 V / 5 A và bạn cần một nguồn đọc lại chính xác, ít nhiễu, tự
động hóa được qua LAN và không chiếm chỗ trên bàn. Bốn tính năng làm nên khác biệt trong công việc hằng
ngày là đo V/I tích hợp, đo 4 dây, chế độ LIST và data logger — mỗi thứ tương ứng với một nhóm công việc
cụ thể như đã phân tích ở trên.
Để đối chiếu với một cấu hình khác trong cùng dòng, xem thêm
ứng dụng của bộ nguồn DC Keysight
E36104B, hoặc duyệt toàn bộ danh mục bộ nguồn DC tại Techmaster — đại lý ủy quyền
Keysight với phòng hiệu chuẩn ISO/IEC 17025.
