(3)大量使用机械易损元件
低数字化程度的设备必须大量使用机械易损元件作为调整的主要执行机构,这成为此类设备的一大隐患。表头监测型电源也不例外,例如使用机械电位器作为调整输出电压和电流的执行器,以及使用琴键开关进行简单的功能设置。
机械电位器由动片和电阻体构成,动片由弹性和强度俱佳的磷铜片制造,其与电阻体之间存在机械触点。长时间使用或频繁旋转可能造成动片和电阻体的表面氧化而产生接触**,此外电阻体自身的磨损也将产生相似的问题,类似于音响产品中由于电位器磨损而产生的调节过程中的沙沙声。调节中的接触**甚至短暂开路将直接造成输出电压或电流的抖动。当抖动表现为瞬间降低时,将使由此电源供电的电路无法正常工作,例如由可调稳压电源供电的单片机电路。而当抖动表现为瞬间增大时,则可能直接导致负载损伤,尤其在对于愈发广泛的低压集成电路的供电应用中更为明显,这种实际上的瞬间过冲将导致结构脆弱的半导体类型的负载长久损毁。
乐真科技的电源产品使用DAC完全代替电位器的功能。DAC内部采用CMOS电子开关,属于无机械触点的调整元件。将设置值通过键盘输入至微处理器,微处理器控制DAC产生连续可调的控制电压,控制电压使功率电路输出相应的电压或电流,等效于对电位器的旋转操作。由于不存在机械磨损,DAC可提供远高于电位器的使用寿命。相对于电源的使用寿命而言,DAC通常被认为具有长久寿命,从而在结构上杜绝机械磨损造成的负载**性问题。由于微处理器对用户和输出量之间有效的操作性隔离,即使这些产品中**大量使用的机械元件——键盘按键损坏也不会直接导致输出量的非正常变动,从而确保操作者对输出状态和负载**性的有效掌控。
此外,相对机械电位器,DAC作为集成电路具有明显更小的体积。由于DAC焊接与电源内部的电路板上,其引入的噪声也可忽略,而电位器则必须通过引线由电路板引至前面板以便操作,模拟电路的长线悬空连接容易接收空间的工频干扰,并直接影响输出电压和电流的质量。虽然使用屏蔽线可在*大程度上减小噪声,但这种实际上的必需手段却由于大多数表头监测型电源苛刻的追求低成本而省略,并代之以更廉价的普通排线。
(4)无法兼顾调节的速度和精度
表头监测型电源一般具有粗调和细调两个电位器旋钮,这种组合的调整细度比通常固定为100:1,以兼顾粗调的跨度和细调的细度。然而在很多实际应用中,使用粗调电位器旋钮提高调节速度的同时将牺牲调节细度,并造成的可能的由调节操作产生负载过压或过流损伤。另一方面,使用细调旋钮提高调节细度则以损失调节速度为代价。造成此矛盾的根源在于表头监测型电源的构架对操作灵活性的限制。
乐真科技的电源产品通过内部微处理器提供一种更为灵活的调节方式。首先,电压或电流可通过直接输入数值直接设置完成,而微调时,这些产品更可在多个数值设置位提供加/减1的微调能力,即由1:1至10000:1,甚至100000:1可设置的准确微调细度。在需要准确大步进粗调以及精细微调并兼顾调节准确度的场合中,这种调节方法可提供旋转电位器旋钮无法达到的方便性,并具有快得多的设置操作速度。
(5)难以使用计算机控制
计算机属于数字设备,与计算机的连接要求电源必须具有足够高的数字化程度,例如至少可操作一种计算机接口。
表头监测型电源的操作本质上仍属于模拟控制方法,由于无微处理器,这类产品无法提供并操作计算机接口,因而其可提供的歪控接口只能是接收模拟控制电压的模拟接口。与电位器旋钮由电路板至前面板的长线悬空连接类似,这种通过模拟信号的远程控制也将引入干扰和噪声。即使使用屏蔽电缆,长达几米的可观线长也将降低控制信号的质量,况且尚未考虑低频屏蔽接地的复杂操作和地线环路的影响。
乐真科技的程控电源产品均标准提供RS-232C和USB接口。数字接口的优势在于极强的抗干扰性能,例如RS-232C接口的电缆长度可超过10米而不影响通讯质量,而传输模拟信号的屏蔽电缆通常长度超过1米时即可导致信号质量的可观下降。
此外乐真科技电源产品的计算机接口与电源功率输出不共地,用户可根据实际应用需求灵活配置地电位,从而避免地线环路的影响。这在测量系统的机柜应用中极为必要,通常地线环路干扰是造成测量系统性能下降的重要而不易察觉的原因。