PXI(e) SMU 上的雜訊定電流輸出

問題敘述

• 我的 SMU 的定電流輸出存在著大量雜訊。我該怎樣才能減少它？
• 我從 PXI(e) Source Measurement Unit (SMU) 板卡來獲取定電流，但出來的訊號卻在振盪。這可能是什麼原因造成的？
• 我使用 PXI-4132 輸出直流電流。儘管元件已正確接地，但輸出信號仍會振盪並且永遠無法穩定。
• 我的 SMU 的直流電流每次輸出都會振盪幾分鐘。我要怎麼才能找到這個振盪來源？

解決方案

會有雜訊或振盪的定電流輸出可能是由多種不同因素引起的。本文將列出一些常見的不穩定原因，以及故障排除時要考慮的主要注意事項。
 

輸出不穩定的可能原因

SMU 直流輸出不穩定可能由以下原因引起：

• 接地或訊號接線不當。
• 外部元件引入了電磁或電源線的干擾。
• cable線損壞。
• Reactive負載。

分析噪音訊號時，得考慮到噪音的樣子和一致性：

• 如果雜訊以固定的間隔（例如 50 或 60 Hz）振盪，則系統的電源線可能引入了電源線的雜訊。
• 如果當開啟或使用其他元件時訊號會持續振盪，則外部元件可能會引入電磁干擾。
• 如果雜訊僅在測試開始時看到，則可能來自密集元件的高啟動電流產生的干擾。
• 如果系統中有任何振動或移動，則訊號不穩定可能是由連續變化的電阻（例如損壞的電纜或移動的負載）引起的。

故障排除步驟

以下測試將有助於隔離振盪或噪音的原因：

1. 檢查 SMU 上的連線。
   • 請參閱元件的使用手冊和接腳圖以確保訊號已正確連線。
   • 模擬訊號的現場接線和雜訊注意事項進一步解釋了不同的連線設定。
2. 檢查接地連線。
   • 根據元件的使用手冊和接腳圖，確定輸出是否應接地。
   • 大多數 NI 的 PXI(e) SMU 卡都具有floating輸出，並可選擇連線至機箱接地。
   • 檢查是否有接地環路的可能性。有關更多詳細資訊，請參閱接地注意事項 - 進階類比概念。
3. 驗證是否可以在多個量測儀器上看到雜訊。
   • 為確保量測儀器不會引入噪聲，請使用多個元件量測 SMU 輸出。
   • 常見的量測元件有示波器和萬用數位電錶 (DMM)。
4. 使用另一張 PXI(e) SMU 卡測試系統。
   • 如果換上另一個已知能正常工作的 SMU 後問題仍然存在，則噪音將有可能是系統中的其他地方引起。
   • 如果更換 SMU 後問題消失，則表示一開始的 SMU 板卡故障。
5. 在另一個 PXI(e) 機箱中測試 SMU 卡。
   • 這將確定機殼是否會向系統引入噪音。
6. 將不同的纜線連線到 SMU 輸出。
   • 這可以驗證纜線的內部損壞是否會影響訊號完整性。
7. 檢查外部環境是否存在可能的噪音源。
   • 引入high level電磁的元件可能會干擾 SMU 的輸出。
   • 如果附近有任何電動馬達或發電機，請將其拆下並重新測試系統。
8. 使用替代電源來為系統供電。
   • 如果連線到較遠的電源時行為發生變化，則比較靠近的儀器可能會引入電源線雜訊。
9. 將純電阻負載連線到 SMU 的輸出。
   • 有些 SMU 對 reactive負載（尤其是電感性負載）敏感。 
   • 大多數 NI 的 PXI(e) SMU 卡都配備了SourceAdapt技術。這允許客制 SMU 對任何負載的響應，以便響應顯示最小的overshoot、上升時間和振盪。
   • 檢查PXI Source Measure Unit上的 SMU 是否支援 SourceAdapt 技術。

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