線性電源有很多指標,但可以從邏輯上劃分為三類:準確度和分辨率、穩定性以及交流特性。我們將分別介紹屬于這三類的重要指標。
大多數直流電源有兩種工作模式。在恒壓(CV)模式下,電源會根據用戶設置調節輸出電壓。在恒流(CC)模式下,電源將調節電流。電源是CV模式還是CC模式不僅取決于用戶設置還取決于負載電阻。在CV模式和CC模式下,電源適用不同的指標。
(一)準確度和分辨率
在任意給定時間上,電源調節電壓或電流并在儀器準確度范圍內使電壓或電流與設置相匹配。
● 在CV模式下,在儀器準確度指標范圍內輸出電壓匹配電壓設置。電流由負載阻抗決定。
● 在CC模式下,輸出電流匹配電流極限設置。電壓由負載阻抗決定。
歷史上,直流電源用戶使用電位計設置輸出電壓和電流。今天,微處理器從用戶接口或遠端接口接收輸入。數模轉換器(DAC)接收數字設置,將其轉換為模擬值并用作模擬調節器的參考。設置分辨率和準確度的值由轉換質量和調節過程決定。
電壓和電流設置(有時稱為極限或設置值)分別有與之相關的分辨率和準確度指標。這些設置的分辨率決定了輸出可調的最小增量,準確度描述了輸出值符合國際標準的程度。應當分別考慮設置和回讀指標;刈x準確度好并不一定就意味著設置準確度好。
大多數直流電源提供內置儀表測量電壓和電流。這些儀表測量電源輸出提供的電壓和電流。由于儀表讀取返回至電源的電壓和電流,所以儀表測量值通常稱為回讀值。大多數專業電源包含了使用模數轉換器的數字儀表并且這些內部儀器指標類似于數字萬用表指標。電源在前面板顯示儀表值并通過其遠程接口(如果配置了)發送儀表值。
設置準確度 設置準確度決定了調節參數與國際標準定義理論值的接近程度。電源輸出不確定度主要由DAC誤差項(包括量化誤差)決定。通過連至電源輸出端的可追蹤、精密測量系統測量調節變量進而測試設置準確度。設置準確度為:±(設置值的% + 偏移量)
例如,斑杰WYJ-60V5A直流電源的電壓設置準確度指標為±(0.03% + 3mV)。因此,當設置輸出5V時,輸出值不確定度為5V(0.0003 + 3mV),或4.5mV.電流設置準確度也類似地規定和計算。
設置分辨率
設置分辨率是電源上電壓或電流的最小設置變化量選項。有時,此參數稱為編程分辨率。分辨率指標限制了可設置的離散電平數。通常,離散電平數由用戶接口位數和DAC位數共同決定。更多位數的DAC能更精細地控制其輸出并能提供更分明的環路控制參考值。但是,失調和增益誤差校正會使分辨率低于DAC提供的位數。
回讀分辨率
回讀分辨率是電源內部測量的輸出電壓或電流的可分辨最小變化量;刈x分辨率通常用絕對值表示,也可以用滿量程的百分數表示。例如,斑杰WYJ-150V1A的電壓回讀分辨率為1mV,電流設置分辨率為0.1mA.
用單步設置修改分辨率不一定總會使輸出相應改變。但是,設置準確度指標管理著設置與輸出的關系,并應在此容許范圍內校準儀器。設置分辨率可以用絕對單位值或滿量程百分數表示。例如,斑杰WYJ-32V3A的電壓設置分辨率為1mV,電流設置分辨率為0.1mA.
回讀準確度
回讀準確度有時也稱為儀表準確度。它決定了內部測量值與輸出電壓理論值的接近程度(在啟用設置準確度之后)。像數字萬用表那樣,使用追溯性的參考標準測試回讀準確度;刈x準確度表示為:±(測量值的% + 偏移量)
使用遠端感測提高電壓準確度
電源與被測器件(DUT)之間承載電流引起的電纜壓降意味著DUT電壓低于電源輸出端電壓。在任意電源條件下,使用較大尺寸線纜能降低測試線壓降。保持電纜盡量短也有幫助。如果電源配備了遠端感測能力,使用4線連接能確保電源的設置電壓即為在DUT上得到的電壓。
用4線連接電源與DUT,一組測試線傳送輸出電流,另一組測試線被電源用于在DUT端直接測量電壓。電源內部感測線連接至高阻抗電表電路;因此,測試線電流接近于零,基本上消除了測試線壓降。通過增大輸出電壓來補償傳送電流至DUT的源測試線壓降,電源維持了感測線上的預計輸出電壓。