系統(tǒng)響應(yīng)速度是輸入信號(hào)經(jīng)過電壓/電流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸出響應(yīng)的幅值升到終值過程的斜率,而上升時(shí)間是系統(tǒng)響應(yīng)速度的一種度量,上升時(shí)間越短,響應(yīng)速度越快。
由一階系統(tǒng)響應(yīng)定義中,穩(wěn)定的一階系統(tǒng)上升時(shí)間 定義是響應(yīng)從終值10%上升到終值90%所需的時(shí)間;不穩(wěn)定且有振蕩的系統(tǒng)上升時(shí)間 定義是響應(yīng)從超過其終值到達(dá)第一個(gè)峰值所需的時(shí)間。如下圖:
案例:測(cè)繼電器的工作電流信號(hào),繼電器最短開關(guān)周期為2s。
繼電器利用電信號(hào)/磁場(chǎng)來(lái)控制觸點(diǎn)開關(guān)接通和斷開的元器件,且有部分繼電器存在吸合抖動(dòng)情況,本次測(cè)試采用的SRD-05VDC-SL-C繼電器是存在抖動(dòng)情況的,借助示波器捕捉繼電器工作電流信號(hào);
測(cè)試設(shè)備:DG5200信號(hào)發(fā)生器、MDO704示波器、CP-2350和CP-3308R無(wú)源探頭、SRD-05VDC-SL-C繼電器、120V30A電源、50Ω電阻;
接線圖示:外接紅黑供電線
示波器設(shè)置:因MOD704示波器頻寬范圍100MHz ,1GS/S實(shí)時(shí)采樣率,對(duì)應(yīng)設(shè)置觸發(fā)采樣率也為1GS/S,捕捉的采樣波形更精準(zhǔn);
下圖1為繼電器工作時(shí)電流信號(hào)。
信號(hào)波形分析:繼電器一共抖動(dòng)6次,且有一次抖動(dòng)幅度0-2.5V(關(guān)閉又立即吸合),第二周期信號(hào)觸發(fā)工作時(shí)已進(jìn)入穩(wěn)態(tài)工作。
放大輸入瞬態(tài)信號(hào)圖2,示波器所測(cè)上升時(shí)間:50ns,對(duì)應(yīng)f=7MHz;因?yàn)槔^電器的抖動(dòng),存在兩處不同帶寬的信號(hào),因此還需計(jì)算出第二處f。
下圖3為抖動(dòng)信號(hào)上升波形:
上圖3為抖動(dòng)信號(hào)上升波形,抖動(dòng)信號(hào)上升時(shí)間64ns,對(duì)應(yīng)f=5.468MHz;
對(duì)比兩個(gè)信號(hào)帶寬值,繼電器瞬態(tài)工作信號(hào)更快,對(duì)測(cè)量設(shè)備的帶寬要求更高,因此要測(cè)試SRD-05VDC-SL-C繼電器的瞬態(tài)信號(hào)需用>7MHz頻寬的測(cè)量設(shè)備方可準(zhǔn)確。
在選擇測(cè)量設(shè)備時(shí),首先是了解被測(cè)信號(hào)的響應(yīng)速度/元器件的工作原理,若元器件工作時(shí)出現(xiàn)多組不同速度/頻率/上升時(shí)間的信號(hào),則需選取最大頻寬值為界限,選擇適合頻寬范圍的測(cè)量設(shè)備。
審核編輯:湯梓紅
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