¿Cómo medir la ondulación de alto voltaje y alta frecuencia?

  

¿Es normal obtener resultados falsos con esas sondas (o divisores de voltaje) en voltajes de alta frecuencia?

Sí, sin una compensación de frecuencia adecuada. Ocurre porque las resistencias tienen una pequeña capacitancia parásita, que puede modelarse como un capacitor en paralelo con una resistencia. Estos condensadores parásitos forman un divisor de voltaje capacitivo para señales de alta frecuencia. Si la relación del divisor parásito difiere de la relación en DC, obtendrá mediciones incorrectas, ya que la relación general depende de la frecuencia.

Por lo general, esto no es un problema en el rango de kHz. Pero no en el caso de alta tensión, lo que implica resistencias de alto valor. La capacitancia de una resistencia típica es de aproximadamente 1.5 pF, lo que da 3.3 MΩ a 32 kHz para una onda sinusoidal pura. Debido a que está utilizando resistencias de alto valor, la capacitancia parásita se convierte en el factor dominante incluso en las frecuencias de rango de kHz. Si una señal no es una onda sinusoidal pura, es decir, contiene armónicos de alta frecuencia, la capacitancia parásita domina aún más.

Haga frente al problema, agregue un condensador de compensación (normalmente, es un condensador variable). Para obtener una compensación de frecuencia se debe cumplir la siguiente condición $$ \ frac {R_2} {R_1 + R_2} = \ frac {C_1} {C_1 + C_2} $$

Esto puede derivarse de la relación para un divisor capacitivo $$ \ frac {\ frac {1} {j \ omega C_2}} {{\ frac {1} {j \ omega C_1} + \ frac {1} {j \ omega C_2}}} $$

La forma más fácil de probar un divisor es observar una señal de onda cuadrada dividida a través de un osciloscopio. Con la compensación correcta, la onda cuadrada se parece a la onda cuadrada escalada. Sin la compensación adecuada, verá una señal con una forma extraña. Esto se debe a que la proporción de divisor no compensado depende de un número armónico, y después de la división, los armónicos no se suman a la onda cuadrada.

No estoy seguro de que la compensación de frecuencia sea el único problema; probablemente haya otros problemas relacionados con un ruido en el circuito de medición.

Además, las resistencias típicas de 1 / 8W no son adecuadas para 1.2 kV RMS. El voltaje máximo permitido para tales resistencias no supera los 100 V RMS, si recuerdo correctamente. Consulte la hoja de datos para el valor exacto.

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Una forma de obtener la división adecuada es usar un capacitor de 10 nF como parte del divisor

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Tenga en cuenta que $$ \ frac {100 \, \ text {kΩ}} {10000 \, \ text {kΩ} + 100 \, \ text {kΩ}} = \ frac {10 \, \ text {nF}} {10 \, \ text {nF} + 1000 \, \ text {nF}} $$

Sus divisores de voltaje, asumiendo que estos resistores son seguros para estos voltajes (sí, los resistores también tienen voltajes de operación máximos, simplemente porque puede "arquear" a través de ellos), deben ser correctos. No veo ninguna razón por la que no deberían. 32kHz no es realmente tan alto, por lo que los efectos parásitos (capacitancia de la resistencia y las huellas) deberían ser bastante irrelevantes, y como no está ejecutando un par de cientos de metros de cable, es probable que tampoco tenga una radiación significativa de potencia .

Yo mediría con exactitud todas las señales individuales involucradas aquí. ¿La corriente que va hacia el lado de bajo voltaje de su transformador realmente tiene la forma que usted espera? Si no realiza la rectificación, ¿cómo se ve el voltaje de salida?

Las sondas de alcance son fáciles de usar pero no siempre se puede confiar. Utilizo un transformador de pulso de alta frecuencia 1: 1 con capacidad capacitiva. Luego ejecuto el cable coaxial RG58U al conector BNC en el alcance. Esto significa que no necesito usar el sonda Termino el cable coaxial con 50 ohmios cuando el alcance no tiene un botón de 50 ohmios. Los errores de las sondas de alcance son mucho peores en el ajuste 1: 1, por lo que la gente generalmente usa el ajuste 10: 1. La configuración del transformador de pulso es 1: 1 para que tenga una mejor sensibilidad de medición y sea más seguro.