1. Пару слов о влиянии разных сфер друг на друга
Никогда не бывает так, чтобы одна сфера до бесконечности сама для себя была полезна.
При кооперативе нескольких областей они друг другу вероятно помогут, за счет альтернативного видения.
Чем если бы одна сфера деятельности сама в себе искала бы улучшения.
Например, ранняя конструкторская документация заполнялась и чертилась от руки.
Когда позже компьютерные технологии все перевернули, чтобы в настоящем времени крутить 3D модель на сетчатке своего глаза через гугл кардборд.
Этот же принцип можно перенести и в электронику, но с некоторыми оговорками.
Потому как в компьютерной модели сложно передать все составляющие узлов, которые присущи реальному устройству.
2. Составляющие ценности измерительного оборудования
Испытательное оборудование служит для формирования и измерения определенных сигналов.
Производство такого оборудования можно разделить на несколько составляющих, которые наполняют ценностью будущий комплекс:
- с одной стороны, это механическая составляющие: прочность конструкции, собираемость, ремонтопригодность, эстетичность, комфортность и т.д.;
- с другой стороны, это возможность формирования нужной формы сигналов, по определённому алгоритму и считывание результатов измерения в правильные моменты времени;
- конечно же это также и безопасность людей при пользовании установкой, а также защита самого оборудования и работа в других внештатных ситуациях;
- важной частью являются метрологические характеристики установки, а именно свойство точно задавать и измерять полезный сигнал спустя длительное время после аттестации.
3. Проблема любой аттестации оборудования
Каждый немного по-разному может аттестовать эти параметры, даже если есть утвержденная МА
Но если разные способы измерения дают колоссально разные результаты, то формируемые и измеряемые сигналы установкой не были проработаны в полном объеме, и эргономика хромает.
Шумы, наводки не дают спокойно жить, особенно когда измеряешь универсальным осциллографом низковольтные одиночные импульсные сигналы
Количество оборудования в самом комплексе велико, не считая оборудования, которое стоит рядом с установкой
Диапазоны работы установки разнообразные, и самые большие шумы, как ни странно, при малых амплитудах напряжения.
Так как аттестация оборудования проходит вручную, то человеческий фактор играет большую роль в этом вопросе
А при наличии высокочастотных шумов в установке, когда полезный сигнал в низкочастотном спектре, есть возможность хитрого использования вспомогательной оснастки в виде пассивных фильтров
4. Кто источник помех в схеме?
Но для начала было бы интересно узнать кто является источником помех?
Потому что можно идти по пути устранения источника шумов, либо по пути фильтрации сигнала для осциллографа.
Но нужно изначально понять причину этого явления, так как ничего не бывает просто так и заниматься заменой всех якобы неисправных компонентов также неразумно.
Вы, наверное, тоже поняли такой момент, что если при аттестации необходимо также заниматься побочным действиями в виде фильтров, то это костыль, который не был продуман изначально – и будете правы.
Но в любом случае вы должны гибко решать проблемы, чтобы уметь работать в разных ситуациях.
Потому что каждый из нас инженер, пока все идет по сценарию.
5. Самый простой формат фильтра
Как и в любом деле, хотелось бы простое решение, чтобы бороться с шумами.
И усложняться только по мере необходимости, так как разумно тратить меньше ресурсов для получения достаточного результата.
Можно, конечно, оцифровывать сигнал, записать N-е кол-во точек на флешку и отфильтровать в экселе, но это долго и не получится на столько хороший результат.
Потому что в цифровом осциллографе сигнал становится дискретным, а значит, как растровое изображение не имеет всей полноты картины, в отличие от векторного изображения.
Поэтому решением будет использование RLC-фильтра нижних частот, где фактически устанавливается конденсатор, параллельно входу осциллографа.
Причем тут ещё L и R? - а это паразитные составляющие проводов, подключаемых от точки измерения до осциллографа, которые важно учесть.
6. Что важно учитывать
Чем проще фильтр и чем проще используемый функционал, тем меньше вероятность, что фильтр будет влиять на полезный сигнал.
С другой стороны, мы должны понять возможность использования фильтра, а также понять характеристики сигнала, потому как при высоком du/dt или di/dt использование емкости может вызывать волнение на фронте сигнала.
Но тут зависит от того, какой именно параметр аттестуется – легче аттестовать амплитуду, чем характеристики, зависящие от времени.
Поэтому фильтр должен минимально влиять на составляющие сигнала, если они важны по ТТ.
И по итогу проанализировать частотную составляющую сигнала, так как любой фильтр воздействует именно на амплитуду определенных частот.
Но как точно узнать, что фильтр не исказил полезный сигнал?
7. Какие наблюдения у других людей
Обратимся к практическим предпосылкам фильтров:
- спектр полезного сигнала должен отличаться от спектра шума или помехи – и чем больше эта разница тем лучше
- при ограничении спектра сигнала происходит его искажение – от этого никак не уйдем
- нужно заранее знать, какова частота/амплитуда полезного сигнала
А если изначально есть искажение самой формы этого сигнала?
Тут уже зависит от типа формирователя, прикладываемой нагрузки, других элементов, в виде регуляторов, которые могут работать не так как ожидалось
В данном случае можно промоделировать полезный сигнал в Mathcad, PSpice, ЯП и посмотреть, как его изменяет фильтр и взять запас.
Но как интерпретировать результаты этих действий? Если это оказываемое влияние на 0.003%, это не будет критичным?
8. Способы узнать, что наши действия не влияют
Как же просто сказать, что все влияет на всё и быть правым.
Вспоминаем эффект бабочки, где даже небольшие изменения системы сильно влияют на другую причем неочевидным образом
Это конечно все здорово, но кто в курсе какие именно параметры как именно влияют на друг друга?
Наверное, разработчик установки, за счет многократного наблюдения за вносимыми изменениями в системе?
Но да, даже при таком подходе можно чего-то не знать, и хотелось бы получить инструмент, чтобы весь мир был бы как по полочкам
Как таблица умножения, где рано или поздно мы бы даже знали свое будущее
Хорошо это или плохо решать каждому из нас наедине с собой, но такого не будет.
9. Договорённости и условности
Электроника сама по себе необычное явление с невозможностью в полноте объять вопрос, в отличие от линейных, угловых размеров, которые видимы глазу.
Но почему бы не пренебречь условностями и не сделать «все правильно», как оно того нужно?
Об этом можно рассуждать теоретикам, в то время как на производстве постоянно что-то должно происходить и двигаться.
И если оно будет ждать, пока все будет по феншую, то к какому времени можно получить хоть какой-то продукт?
Где плюс в чем-то одном мало сказывается на общую картину, где есть бутылочное горлышко в другом.
Продукт не должен обладать идеальным характеристиками, тем более если постоянно постепенно его доводить до ума, убирая сначала более значимые косяки.