Ruído Elétrico
As saídas da fonte de alimentação não são perfeitamente contínuas: há pequenas oscilações chamadas ripple e no topo dessas oscilações nós temos alguns picos, chamado ruído. Nós precisamos ver se o ripple e o ruído estão dentro das especificações: 120 mV para as saídas de 12 V e 50 mV para as saídas de 5 V e 3,3 V. Esses números são tensões de pico-a-pico e quanto menor o valor, melhor. Isto é algo que os multímetros não detectam e esta é uma das muitas razões pelas quais testes baseados apenas em multímetros não são confiáveis. Para medir o ripple e o ruído nós usaremos um osciloscópio.
Como o ripple e o ruído não estão na faixa dos MHz nós podemos usar um osciloscópio barato baseado em PC e em nosso caso nós compramos um Stingray DS1M12 da USB Instruments. Este equipamento é simplesmente um conversor de analógico/digital com um programa que coleta os dados enviados pelo conversor e coloca os dados em gráfico na tela.
Figura 4: Osciloscópio baseado em PC Stingray.
Nosso testador de carga tem um conector BNC para a instalação de um osciloscópio, permitindo-nos monitorar qualquer uma das saídas da fonte de alimentação (existe uma chave onde podemos escolher qual saída queremos monitorar). Durante nossos testes monitoraremos cada saída da fonte de alimentação para cada padrão de carga. Se elas estiverem dentro da faixa apropriada (120 mVpp para 12 V e 50 mVpp para 5V e 3,3V) nós falaremos apenas que a fonte de alimentação passou nos testes de ruído elétrico e ripple, mas se a fonte de alimentação falhar ou se o ruído estiver muito próximo do limite, nós então apresentaremos os valores e uma tela capturada do osciloscópio. Sempre que possível tentaremos discutir em detalhes como ficou o ruído com a fonte em sua carga máxima, pois é neste cenário que normalmente encontramos o maior nível de ruído.
Na Figura 5 você pode ver um exemplo da saída apresentada pelo osciloscópio Stingray. Aqui nós estávamos monitorando o ruído da saída de +12V de uma fonte de alimentação e como nós estávamos usando a escala 0,01V/div (ou seja, a distância entre cada linha horizontal representa 0,01 V ou 10 mV) a tensão de pico-a-pico está um mouco acima de 20 mV, bem abaixo do ruído máximo admissível – o que é excelente, diga-se de passagem. Para maior praticidade o programa diz de forma numérica a tensão de pico-a-pico, a tensão RMS e a frequência do ruído (Figura 6).
Figura 5: Saída do osciloscópio.
Figura 6: Medição dos dados pelo programa do osciloscópio.
Uma nota final. A especificação ATX12V diz que o ripple e o ruído devem ser medidos com um capacitor cerâmico de 0,1 µF e um capacitor eletrolítico de 10 µF presos na ponta de provas do osciloscópio. Nosso testador de carga tem esses capacitores atrás do seu painel, portanto nós não precisamos adicioná-los. Esta é outra vantagem de se ter um testador de carga profissional.
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