ВАРИАНТЫ ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ СТЕНДОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОНИКИ

Ссылка на страничку сайта Магазина Gtest(R) с номенклатурой Мультиметров, а также рекомендуемые приборы и статьи для дальнейшего самообразования - в самом конце этого Раздела

Испытательный стенд для электроники: базовый, лучший, наилучший

By Rudy Ramos, Mouser Electronics

Независимо от того, разрабатываете ли вы новые продукты для крупной корпорации, возитесь с электроникой в качестве хобби или работаете где-то посередине, наличие правильного испытательного оборудования для ваших нужд имеет важное значение. Испытательные стенды часто засеяны оборудованием, которое передавалось из поколения в поколение (что, безусловно, является свидетельством этих производителей) или совместно используется несколькими отделами компании. Тем не менее, правильное испытательное оборудование не обязательно — или даже часто — самое дорогое или самое полнофункциональное. Вместо этого правильное испытательное оборудование зависит от вашего уровня опыта в области электроники и потребностей в тестировании.

В этой статье мы рассмотрим следующие основные части оборудования испытательного стенда, изложим соображения по покупке оборудования, которое соответствует вашим потребностям, и изучим, как оборудование испытательного стенда развивается по мере того, как навыки и требования становятся более продвинутыми:

Мультиметры:

Используются для проверки целостности, сопротивления, напряжения (В), выходного напряжения постоянного тока и низкого постоянного тока (DC), а также для других измерений

Источники / Блоки питания постоянного тока:

Используются как надежный источник постоянного тока для разработки и тестирования схем в различных условиях

Паяльные станции:

Используются для создания схем путем соединения электронных компонентов

Осциллографы:

Используются для измерения изменения электрического сигнала с течением времени, что позволяет получить различные данные, включая амплитуду, частоту, время нарастания, искажения и шум, а также другие параметры.

Аксессуары:

Используются для обеспечения вашей безопасности и облегчения тестирования 

Базовый испытательный стенд

Рисунок 1: Чаще всего для выполнения большинства ремонтов печатных плат оказывается достаточно базовой конфигурации электронного стенда. (Источник: vgajic/Getty Images)

Базовый испытательный стенд идеально подходит для старшеклассников и студентов колледжей, любителей и мастеров, которые занимаются бесконечным количеством возможных приложений электроники, начиная от аудио и связи до робототехники и беспроводной связи... и множеством приложений между ними. Для этих энтузиастов правильное оборудование должно не только отвечать потребностям тестирования, но и быть простым в использовании и не создавать препятствий, которые мешают прогрессу.

Мультиметр

Мультиметр, также известный как VOM (вольт-ом-миллиамперметр), является самым базовым инструментом на вашем электронном стенде, поэтому выбор того, который соответствует вашим требованиям к тестированию, является точным и простым в использовании, является ключевым. Для базового испытательного стенда портативные цифровые мультиметры (DMM) предлагают несколько преимуществ:

Они обеспечивают портативность и точность по доступной цене.

• С них легче считывать показания, не требуется рассчитывать точное значение, и в них нет движущихся частей, которые со временем изнашиваются.
• Они точнее своих аналоговых собратьев, поскольку не подвержены параллаксным ошибкам (то есть воспринимаемому смещению положения объекта при наблюдении с разных точек).

Другие аспекты, которые следует учитывать при выборе портативного цифрового мультиметра:

• Разрешение и количество отображаемых цифр.
• Возможность измерения истинного среднеквадратичного (RMS) напряжения, которое точно измеряет чистые и сложные формы волн.
• Возможность измерения температуры.
• Эти цифровые мультиметры от Extech и Fluke являются примерами портативных цифровых моделей, идеально подходящих для базового испытательного стенда:

Extech EX300 Digital Multimeters

Fluke 107 Palm-Sized CAT III Digital Multimeter

Раздел МУЛЬТИМЕТРЫ на сайте Магазина Gtest®

Источники / Блоки Питания постоянного Тока

Предположим, вы планируете запитать любую плату производителя или хотите обеспечить питание для своей новой разработанной схемы. В этом случае вам нужен надежный источник постоянного тока для разработки и тестирования схем в различных условиях. Мы рекомендуем импульсный источник постоянного тока (SMPS) для базового испытательного стенда, который использует импульсный регулятор для управления преобразованием электроэнергии из переменного тока в постоянный. Хотя SMPS, как правило, генерируют высокочастотный шум, который может повлиять на окружающую чувствительную электронику, SMPS предлагают ключевые преимущества для базовых потребностей испытательного стенда:

• Они легче и компактнее линейных блоков питания.
• Их показатели эффективности выше, поэтому они работают более прохладно, чем их линейные аналоги.

Модель с переменным напряжением с верхним диапазоном 10 А и 30 В гарантирует вам достаточную токовую нагрузку для удовлетворения различных потребностей.

Эти блоки питания постоянного тока от B&K Precision и Global Specialties являются хорошими примерами:

B&K Precision 1747 Двойной диапазон постоянного тока 

Источник питания Global Specialties 1325 DC

Раздел Блоки Питания Постоянного Тока  на сайте Магазина Gtest®

Паяльные Станции

Базовая паяльная станция должна, как минимум, включать блок питания, паяльник, подставку и губку. При выборе паяльной станции для вашего базового верстака ищите ту, которая имеет регулируемую температуру до 450-550 градусов по Цельсию, чтобы удовлетворить большинство потребностей. Аналоговый контроль температуры подходит для большинства видов пайки на верстаке, но цифровая паяльная станция обеспечивает вам чрезвычайно высокоточный контроль температуры. Эта цифровая паяльная станция WE мощностью 70 Вт от Apex Tool Group идеально подходит для базового испытательного стенда.

Осциллографы

Студенты, любители и новички часто обнаруживают, что для тестирования схем им достаточно портативного цифрового мультиметра. Однако когда эти требования начинают включать устранение неполадок, отладку или диагностику схем или работу с сигналами, включающими шины, импульсные сигналы или быстрые схемы, то может также понадобиться осциллограф (или O-scope). Осциллограф измеряет изменения электрического сигнала с течением времени; эти измерения отображаются в виде различных типов сигналов, которые выдают различные данные, включая амплитуду, частоту, время нарастания, искажения и шум, среди других электрических параметров.

По сравнению с другим необходимым оборудованием для испытательных стендов осциллографы, как правило, дороги, поэтому вы, возможно, не захотите вкладывать деньги в один, пока вам не понадобится устранять неполадки — а не просто измерять — схемы.

В целом, мы рекомендуем выбирать портативную модель, например, B&K Precision 2190E или Seeed Studio DSCope U3P100. Оба карманных осциллографа — простые в использовании и недорогие варианты, обладающие высокой производительностью, которая поможет студентам инженерных специальностей, любителям или энтузиастам электроники отлаживать и анализировать свои схемы.

Раздел ОСЦИЛЛОГРАФЫ  на сайте Магазина Gtest®

Аксессуары

Практичные аксессуары для базового испытательного стенда включают электростатический коврик и браслет на запястье, которые заземляют вас и предотвращают повреждение компонентов из-за электростатического разряда. Кроме того, ручные инструменты, такие как кусачки и стриппер, обжимные клещи, отвертки и пинцеты, незаменимы при тестировании электроники. 

Испытательные стенды среднего класса

Т.Н. «Промежуточные» пользователи могут включать преподавателей, студентов и любителей, а также специалистов по техническому обслуживанию и ремонту, которые собирают, устраняют неполадки и чинят электронику. В целом, их потребности в испытательном стенде требуют большего количества входов/выходов, более высокой мощности/ «ваттности», дополнительных функций и продуктов, которые легко настраивать, использовать и контролировать, но которые достаточно надежны, чтобы удовлетворять самым требовательным потребностям в измерениях. Испытательные стенды среднего уровня могут также включать оборудование, которое предназначено для определенной области применения или технологии.

Мультиметры

Мультиметры среднего класса имеют:

• Лучшее разрешение и больше отображаемых цифр
• Двойные дисплеи
• Возможности измерения частоты, периода, статистики, гистограмм и многого другого

Мультиметры среднего уровня, такие как цифровой мультиметр EDU34450A/120 от Keysight, сочетают в себе высокую производительность, долговечность, надежность, простоту использования и точность VDC. Рекомендуется калибровать эти настольные мультиметры среднего уровня с регулярными интервалами, желательно ежегодно.

Источники / Блоки Питания Постоянного Тока

При выборе источника питания для испытательного стенда среднего уровня учитывайте типы испытаний, которые вы будете проводить.

Например:

• Вам нужен постоянный ток и напряжение, переменный ток и напряжение или и то, и другое?
• Вам нужен программируемый источник питания для ручной настройки выходного сигнала?
• Вам нужен линейный источник питания для обработки сигналов, сбора данных и тестирования цепей управления?
• Вам нужен источник бесперебойного питания (ИБП) для предотвращения перебоев в подаче питания?
• Вам нужны два отдельных источника питания для проведения как низковольтных, так и высоковольтных, высоковольтных испытаний?

Паяльные Станции

Паяльная станция среднего класса имеет дополнительные функции и возможности, которые повышают производительность и эффективность паяльной станции. К ним могут относиться графический ЖК-дисплей, блок отвода дыма, распознавание паяльного инструмента, нагревательные пластины, возможность обновления прошивки станции и автоматический режим ожидания, и это лишь некоторые из них. Паяльные станции Apex Tool Group WT1 и WT1H являются прекрасными примерами паяльной станции среднего класса.

Осциллографы

Наибольшие различия между базовыми и средними осциллографами заключаются в полосе пропускания и времени нарастания (скорости фронта). В то время как базовые осциллографы имеют максимальную полосу пропускания менее 100 МГц, модели среднего диапазона могут иметь максимальную полосу пропускания 500 МГц. Возможности увеличенного времени нарастания (скорости фронта) помогают пользователям точнее измерять импульсы и шаги, подобные тем, которые встречаются в сигналах синхронизации, где точные измерения времени нарастания имеют решающее значение для требований к их проектированию.

Аксессуары

Практичные принадлежности для испытательного стенда среднего класса включают:

• Вытяжка дыма от припоя, которая способствует охране здоровья и безопасности, извлекая дым и пары от припоя на основе свинца с помощью HEPA-фильтра или фильтрации с активированным углем.
• Кольцевая лупа, которая облегчает просмотр мелких деталей и снижает утомляемость.
• Прецизионные тиски, которые освобождают руки от необходимости держать детали при работе с ними.

Испытательные стенды высшего класса

Рисунок 2: Высококачественные осциллографы позволяют инженерам-электрикам глубоко проникать в конструкцию своих схем и проводить подробный анализ трудноуловимых электрических сигналов. (Источник: ilbusca/Getty Images)

Испытательные стенды высшего класса используются инженерами-конструкторами, сертифицированными специалистами по электронике и специалистами по электронике, работающими со стандартами. Испытательные стенды для этой группы специалистов включают оборудование, которое как регулярно калибруется, так и специализировано для поддержки их применения. В то время как мы увидели, что испытательное оборудование среднего класса приобретает функции, входы и выходы для большого объема и многократного использования, оборудование для этой высококлассной группы, как правило, имеет меньше специализированных функций и вместо этого фокусируется на максимально возможной точности и специализированных приложениях.

Выводы

Независимо от того, являетесь ли вы опытным инженером или любителем электроники, тестирующим свою первую простую схему, ваше испытательное стендовое оборудование должно быть настроено в соответствии с вашими потребностями в тестировании, чтобы обеспечить оптимальные результаты и опыт. Такое оборудование, как мультиметры, блоки питания, паяльные станции и осциллографы, необходимо для тестирования. Конкретные возможности и характеристики испытательного стендового оборудования варьируются от минимальных возможностей на фундаментальном уровне до многофункциональности и многофункциональности в средней точке, а затем спускаются к меньшему количеству, более конкретным возможностям и функциям на верхнем уровне. Выбор испытательного стендового оборудования включает в себя рассмотрение ваших текущих потребностей и бюджета, а также того, как ваши потребности могут измениться в будущем.