DAQ測定におけるスイッチング過渡現象を低減する方法

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スイッチングトランジェントの制御

順次マルチチャンネル測定では、ある入力チャンネルから次のチャンネルへと移行する際に、リレー経路を開閉するためのデータアクイジション（DAQ）システムが必要です。データアクイジションのスイッチング中、測定経路内の低インピーダンスソースや浮遊容量によって、リレーの閉時に短時間の高電流パルスが発生する場合があります。これらのDAQスイッチングトランジェントは、一時的な電圧誤差、チャンネル間のキャリオーバー、コモングランドパス上の外乱、または被測定デバイス（DUT）に接続された回路における予期せぬ動作として現れることがあります。マルチチャンネル電圧測定では、測定経路の変更と同時に外乱が発生するため、測定された実際の信号の変化と区別するのが難しい場合があります。トランジェントの大きさや持続時間は、ソースインピーダンス、蓄積電荷、配線、チャンネル構成、およびリレーのスイッチング時に存在する電気的条件によって異なります。

また、繰り返し発生するスイッチングトランジェントは機械式リレーの接点に電気的なストレスを与える可能性もあるため、予期せぬ動作を評価する際には接点保護を考慮する必要があります。以前に選択されたチャンネルが測定経路内に残留電荷を残し、そのチャンネルのリレーが閉じた後の次のチャンネルに影響を与え、新しい入力を代表しない見かけ上の電圧を生成する場合があります。エンジニアは、一貫性のない読み取り値、拡張された整定動作、隣接チャンネルの外乱、間欠的なシステム応答、またはスキャン順序によって変化する測定結果を観測する可能性があります。これらの影響は、異なる電圧レベルやソースインピーダンスを持つチャンネル間で測定を移行するときに、より顕著になることがあります。リレーの遷移、浮遊容量、ソースインピーダンス、および観測された測定アーティファクトの関係を理解することは、DAQトランジェント低減アプローチを評価する前に特性評価を行う必要がある根本的な問題を定義するものです。

スイッチング過渡現象のデータ収集を低減するソリューション

スイッチングトランジェントを低減するには、低インピーダンスの測定チャンネルを特定し、スキャン中にリレー経路が変更されるときに発生するピーク電流を制御する必要があります。汎用マルチプレクサを搭載したキーサイトのデータアクイジションシステムは、このワークフローにスイッチングおよび測定フレームワークを提供し、順次マルチチャンネル測定、自動スキャン、および2線式または4線式の構成をサポートします。エンジニアは、どのチャンネル遷移がDAQスイッチングトランジェントを生成するかを評価し、必要に応じて電流制限または中間放電経路を適用できます。直列抵抗器により、低インピーダンスソースからのピークトランジェント電流を削減でき、一方、放電チャンネルは、次の測定が接続される前に蓄積された電荷を除去するのに役立ちます。同じマルチチャンネル電圧測定シーケンスを繰り返すことで、エンジニアは緩和策の前後の整定動作、隣接チャンネルへの影響、およびシステムの安定性を比較できます。このデータアクイジションのスイッチングアプローチは、リレー接点の保護とDAQトランジェントの低減をサポートすると同時に、スイッチングアーティファクトを実際の被測定デバイスの動作から切り離すのに役立ちます。
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