Pöörleva süsteemi elektrimüra süüdistatakse sageli libisemisrõngas enne, kui tegelik mehhanism on tuvastatud. See võib viia valede parandusmeetmeteni: kontaktikomplekti asendamine, kui tegelik probleem on maandusahel, varjestuse lisamine, kui viga on kontakti ebastabiilsus, või rõngaste puhastamine, kui kiire andmekanali rike on impedantsi või ülekõla tõttu.
Parem meetod on käsitleda libisemisrõngast kui üht osa kogu statsionaarsest pöörlevast elektriliinist. Määratlege, mis läbib pöörleva liidese, jälgige täpselt, millal häire ilmneb, seejärel eraldage kontaktiga seotud müra juhtivatest või kiiratavatest häiretest, kanalitevahelisest ühendusest ja maandus- või varjestusprobleemidest.
See juhend annab praktilise diagnostikajärjestuse inseneridele, kes töötavad anduri, kodeerija, juhtseadme, analoog-, jada-, Etherneti-, video- ja segatoite- ja signaalikanalitega. See ei asenda protokollispetsiifilist signaali terviklikkuse testi ega elektromagnetilise ühilduvuse testi. Selle eesmärk on aidata isoleerida domineeriv rikkemehhanism enne disainimuudatuste tegemist.
Alustage täielikust pöörlevast liidesest, mitte ainult libisemisrõngast
Enne müra mõõtmist dokumenteerige süsteemi piir. Tuvastage statsionaarne pool, pöörlev pool, libisemisrõngas, kaablid, pistikud, toiteallikad, ajamid, mootorid, varjestus, maandus ja vastuvõtuelektroonika. Seejärel loetlege kõik liidest läbivad teenused: toide, madala taseme analoog, kodeerija tagasiside, jadaside, Ethernet, video, RF, kaitsemaandus ja mis tahes varjestus või võrdlusjuhtmed.
Sama sümptom võib pärineda erinevatest allikatest. Anduri näit, mis liigub ainult pöörlemise ajal, võib viidata dünaamilisele kontakti kõikumisele, kaabli pingele või lokaalsele saastumisele. Häire, mis ilmneb alati, kui mootori ajami lülitub, võib viidata juhitud või kiirgushäiretele isegi siis, kui libisemisrõngas on paigal. Etherneti pakettvead võivad ilmneda täiesti vastuvõetava alalisvoolu järjepidevuse korral, kui paari geomeetria, impedants, varjestus või ülekanne on halb.
Sellepärastdünaamiline kontakttakistus, elektrilist müra ja signaali terviklikkust ei tohiks käsitleda vahetatavate mõõtmistena.
Neli müramehhanismi inseneri peaksid lahku minema
| mehhanism | Tüüpiline vihje | Kõige kasulikum isolatsioonitest |
|---|---|---|
| Kontaktiga seotud müra | Häired muutuvad võlli nurga, kiiruse, vibratsiooni või pöörlemise tõttu | Võrrelge statsionaarseid ja pöörlevaid jälgi; korreleerida sündmusi nurga ja dünaamilise takistusega |
| EMI / juhitud või kiirgushäired | Müra järgib mootorit, VFD-d, lülitustoite, relee või raadiosageduslikku aktiivsust | Korrake testi, kui arvatavad agressorid on välja lülitatud, seejärel muutke eraldamist, filtreerimist või varjestust ükshaaval |
| Crosstalk | Üks kanal muutub müraseks, kui külgnev kanal on pingestatud või lülitub | Lülitage naaberahelad sisse, kuni ohvri kanal ja pöörlemistingimused jäävad muutumatuks |
| Maanduse/kilbi tagasivoolu probleem | Müra muutub, kui seadmete ühendamine, kilbi ots või võrdlusühendus muutub | Kaardistada voolu-tagasivoolu ja kilbi teed; testida kontrollitud lõpetamise korraldusi ilma ohtlikke ujumistingimusi loomata |
1. Kontaktiga seotud müra: kas probleem järgib pöörlemist?
Elektrilised libisevad kontaktid ei jää igas nurgaasendis elektriliselt identseks. Kontaktjõud, mikroskoopilised pinnakiled, saastumine, kulumisjäägid, väljavool, vibratsioon ja raja seisukord võivad mõjutada hetkelist elektriteed. Kui takistus muutub voolu voolamise ajal, muutub ka sellest tulenev pingelang aja jooksul.
Esimene diagnostiline küsimus on lihtne:kas häire esineb siis, kui süsteem seisab?
Kui signaal on peatudes puhas, kuid muutub pöörlemise ajal ebastabiilseks, korrake katset rohkem kui ühel kiirusel ja mõlemas suunas, kui mehhanism seda võimaldab. Võimalusel salvestage elektriline lainekuju koos pöörlemisasendi või kord pöörde kohta markeriga. Korduv sündmus sama nurga all on kasulikum kui üks keskmine takistuse väärtus, kuna see võib viidata lokaalsele rajale, väljavoolule, juhtmestikule või mehaanilisele probleemile.
Madala takistusega mõõtmiste puhul on katsepunkti asukoht oluline. Otsast lõpuni vooluahela takistus võib hõlmata juhtmeid, otsmeid, sisejuhte ja liugliidest. Enne väärtuste võrdlemist määrake mõõtmispiir. ByTunekontaktiresistentsuse testimise juhendselgitab erinevust staatilise takistuse, otsast lõpuni takistuse ja dünaamilise takistuse variatsiooni vahel.
Kontakt-müra isoleerimise järjestus
- Püüdke signaal või pinge, kui võll on paigal.
- Pöörake tavalisel töökiirusel ja jäädvustage sama kogus sama ribalaiuse ja filtreerimisega.
- Korrake madalamal kiirusel, et näha, kas häire muutub liikumisega.
- Võimalusel seostage sündmused võlli nurga, vibratsiooni või mehaanilise väljavooluga.
- Enne libisemisrõnga avamist kontrollige ühendusi, kaabli pinget ja välise juhtmestiku liikumist.
- Kui tõendid viitavad endiselt kontaktteele, kontrollige kinnitatud hooldusprotseduuri kasutades saastumist, kulumist, harja seisukorda ja raja seisukorda.
2. EMI: kas müra järgib elektrilist agressorit?
Mootorid, muutuva sagedusega ajamid, lülitustoiteallikad, solenoidid, kontaktorid ja RF-saatjad võivad süstida soovimatut energiat tundlikesse kanalitesse. Ühendustee võib läbida toite- ja tagasivoolujuhtmete kaudu, mis on mahtuvuslikult või induktiivselt ühendatud lähedal asuvate juhtmestike vahel või kiirguda halvasti kaitstud kaablitesse ja elektroonikasse.
Peamine diagnostiline samm on liikumise eraldamine agressori tegevusest. Hoidke libisemisrõnga seisukorda muutmata ja lülitage kahtlustatav allikas sisse ja välja. Kui häire jälgib pigem agressorit kui võlli asendit, uurige enne kontaktliidese süüdistamist kogu EMC teekonda.
Varjestus ei ole universaalne lahendus. Varjestus töötab ainult osana kindlaksmääratud tagastus- ja sidumisstrateegiast ning kõrgsageduslik jõudlus sõltub geomeetriast ja lõpetamisest. Filtreerimine võib kahjustada ka seaduslikku kiiret signaali, kui see lisatakse signaali ribalaiust mõistmata. ByTune on olemasEMI/RFI ja signaali-müra juhendhõlmab üksikasjalikumalt varjestus-, maandus- ja häirete kontrolli meetodeid.
EMI isoleerimise järjestus
- Tuvastage tõenäolised agressorid ja nende tegutsemisseisundid.
- Jäädvustage ohvri signaal nii, et agressor on välja ja sisse lülitatud.
- Korrake, kui libisemisrõngas on paigal, seejärel pöörake.
- Kontrollige, kas kaabli eraldamise või marsruudi muutmine muudab tulemust.
- Kontrollige varjestuse järjepidevust ja lõpetamist, selle asemel, et eeldada, et varjestus on tõhus, kuna olemas on varjestatud kaabel.
- Kasutage sageduspiirkonna mõõtmisi, kui lähtesagedus või lülitusspekter on asjakohane.
3. Ristkõne: kas mõni teine kanal põhjustab häireid?
Crosstalk on soovimatu sidumine ühest vooluringist teise. Segatud libisemisrõngas võib agressoriks olla kõrge voolu lülitusahel, kiire digitaalne serv, PWM-mootori juhe, koodri kanal või mõni muu andmepaar. Ohver võib olla madala tasemega analoogandur, juhtliin või sidekanal.
Kõige kasulikum test on kontrollitud kanali aktiveerimine. Hoidke kiirust, koormust ja mõõteseadeid konstantsena. Seejärel pange ohvrit jälgides pingesse või lülitage korraga ühte naaberkanalit. Kui häire ilmneb ainult siis, kui konkreetne agressor on aktiivne, viitavad tõendid pigem kanalite ühendamisele kui juhuslikule kontaktmürale.
Ärge diagnoosige ülekõnet ainult juhtide arvu järgi. Sidumine sõltub geomeetriast, vahekaugusest, tagasivooluteedest, varje struktuurist, servakiirusest, sageduse sisust ja lõpetamisest. Kiired liidesed nõuavad ka oma füüsilise kihi valideerimist. Alalisvoolu järjepidevuse või takistuse test ei suuda tõestada, et Ethernet, USB, video või mõni muu lairibakanal jääb pöörlemise ajal signaali terviklikkuse piiridesse.
Crosstalk testmaatriks
| Testi olek | Pöörlemine | Agressori kanal | Mida tulemus soovitab |
|---|---|---|---|
| A | Peatatud | Väljas | Algtaseme vastuvõtja ja mõõteriistade müra |
| B | Pöörlev | Väljas | Liikumise/kontakti panus |
| C | Peatatud | Sees | Pöörlemisest sõltumatu elektriühendus |
| D | Pöörlev | Sees | Kombineeritud töötingimused |
See nelja oleku võrdlus on informatiivsem kui ainult lõpliku kombineeritud tingimuse testimine, kuna see näitab, milline muutuja muudatuse tõi.
4. Maandus ja varjestus: kas tagasipöördumistee on määratletud?
Paljud ilmsed libisemisrõnga müraprobleemid on tegelikult võrdlusprobleemid. Tundlikud vooluringid vajavad prognoositavat tagasiteed. Kilbid vajavad tahtlikku lõpetamisstrateegiat. Kaitsemaandus, šassii ühendamine, signaali referents ja kaabli varjestus on omavahel seotud, kuid neid ei tohiks käsitleda automaatselt vahetatavatena.
Levinud diagnostiline viga on maanduste juhuslik lahtiühendamine, kuni lainekuju tundub puhtam. See võib luua ohtlikke tingimusi ja varjata tegelikku haaketee. Selle asemel joonistage esmalt maapinna ja kilbi topoloogia. Märkige, kus statsionaarsed ja pöörlevad struktuurid on ühendatud, kuhu signaal tagasi voolab, kus kaablikilbid lõpevad ja kas varjestus on pistikute või pöörleva liidesega katkestatud.
Seejärel tehke kontrollitud muudatusi, mis säilitavad elektriohutuse. Diagnostiline küsimus ei ole lihtsalt "kas see on maandatud?" aga "kuhu vool tagasi pöördub ja milline soovimatu vool seda teed jagab?"
Praktiliste sümptomite ja testimise otsuste tabel
| Täheldatud sümptom | Esimene kahtlusalune | Järgmine test |
|---|---|---|
| Müra ainult pöörlemise ajal | Kontaktide varieerumine, kaabli liikumine või mehaaniline mõju | Statsionaarne vs pöörlev jälg; nurga korrelatsioon; kaabli pinge kontroll |
| Müra hakkab tööle, kui VFD või mootor lülitub sisse | Läbiviidud või kiiritatud EMI | |
| Üks anduri kanal ebaõnnestub, kui laaditakse lähedal asuv toitekanal | Crosstalk või jagatud tagasitee | külgneva kanali aktiveerimise test; vaata marsruutimist ja tagastusi |
| Mitmed kanalid näitavad sündmusi sama võlli nurga all | Jagatud mehaaniline/kontaktiprobleem | Korreleerige elektrilisi sündmusi nurga, väljajooksu ja vibratsiooniga |
| Andmevead ilmnevad siis, kui alalisvoolutakistus näib normaalne | Signaali terviklikkuse, impedantsi, varjestuse või läbirääkimise probleem | Protokolli/füüsilise kihi test pöörlemise ajal |
| Müra muutub pärast kilbi või šassii ühenduse vahetamist | Maanduse/kilbi topoloogia | Kaardistage tagasiteed ning kontrollige kilbi järjepidevust ja lõpetamist |
Kasutage mõõtmistingimusi, mida saab korrata
Müra väärtust ilma katsetingimusteta on raske tõlgendada. Salvestage pöörlemiskiirus, suund, elektrikoormus, signaaliallikas, vastuvõtja, kaabli ja pistiku konfiguratsioon, külgnevad aktiivsed ahelad, temperatuur, mõõtmisriba laius, sondi meetod, diskreetimissagedus ja filtreerimine. Vahelduvate rikete korral registreerige ka testi kestus ja täheldatud pöörete arv.
Segatoite- ja andmesiderõnga puhul testige signaalikanalit aktiivsete tegelike või tüüpiliste toiteahelatega. Muidu koormamata koostu läbiv andmelink võib käituda teisiti, kui naaberahelad kannavad lülitusvoolu. ByTune'i omalibisemisrõnga insenerijuhendsoovitab määratleda täpse signaali, füüsilise kihi, varjestuse, maanduse võrdlusaluse, pistiku/kaabli tüübi, läheduses olevad toiteahelad ja dünaamilise vastuvõtutesti.
Diagnostiline aktsepteerimise maatriks
Prototüübi või tõrkeotsingu tööks leppige kokku aktsepteerimismaatriksis, mitte üksikus "madala mürataseme" väites. Täpsed piirid sõltuvad kanalist ja süsteemist, kuid testolekuid saab järjepidevalt määratleda.
| Muutuv | Soovitatavad riigid määratleda |
|---|---|
| Pöörlemine | Peatatud, nimikiirus, muud kriitilised kiirused |
| Suund | Päripäeva/vastupäeva, kui kasutatakse mõlemat |
| Elektriline koormus | Tühikäik, tüüpiline koormus, halvim defineeritud normaalkoormus |
| Külgnevad ahelad | Väljas, eraldi aktiivne, samaaegne töö |
| Keskkond | Vastav temperatuur või vibratsioon, kui neid kahtlustatakse |
| Mõõdetud väljund | Pinge/müra jälg, dünaamiline takistus, paketivead, BER, kodeerija vead või rakendusespetsiifiline tulemus |
Mida lisada pakkumise või tõrkeotsingu aruandesse
Selle asemel, et taotleda "madala müratasemega libisemisrõngast", kirjeldage elektrilist arhitektuuri ja riket, mida tuleb vältida. Kasulik spetsifikatsiooniplokk peaks sisaldama:
- statsionaarsed ja pöörlevad küljed;
- iga pöördliidest ristuv toite-, signaali- ja andmekanal;
- toitekanalite pinge, vool, töötsükkel ja lülituskäitumine;
- signaali tüüp, liidese variant, andmeedastuskiirus ja nõuded füüsilisele kihile;
- kaabel, pistik, varjestus ja maanduse tugiseade;
- külgnevad kõrge voolu- või lülitusahelad;
- pöörlemiskiirus, suund ja liikumisprofiil;
- olemasoleva süsteemi tõrkeotsingul juba täheldatud sümptom;
- mõõtmise ribalaius ja katsemeetod, kui see on asjakohane; ja
- valmis koost peab läbima dünaamilise vastuvõtutesti.
See teave võimaldab eraldada kontaktiprobleemi elektromagnetilise ühilduvuse, ülekõla või maanduse probleemist ning testida kogu pöörlevat linki tüüpilistes tingimustes.
Peamine diagnostika reegel
Ärge alustage küsimisega, kuidas "vähendada libisemisrõnga müra". Alusta küsimisegamis muutub müra ilmnemisel. Pöörlemispunktid kontakti või mehaaniliste mõjude suunas. Agressor lülitub EMI poole. Naaberkanali tegevus viitab läbirääkimisele. Maanduse või kilbi muutused osutavad tagasitee topoloogiale. Kiire andmevead tavaliste alalisvoolu mõõtmiste korral viitavad signaali terviklikkuse nõuetele, mis vajavad oma dünaamilist testi.
Kui mehhanism on kindlaks tehtud, muutub parandustegevus palju spetsiifilisemaks. See on erinevus katse-eksituse meetodil osade asendamise ja pöörleva liidese käsitlemise vahel konstrueeritud elektrisüsteemina.