آپٹیکلی الگ تھلگ پیمائش کی ٹیکنالوجی کے فوائد اور نقصانات کیا ہیں؟

اپنی غیر معمولی برقی تنہائی اور مداخلت کی قوت مدافعت کا فائدہ اٹھاتے ہوئے، آپٹیکلی طور پر الگ تھلگ پیمائش کی ٹیکنالوجی پیچیدہ ہائی-وولٹیج اور ہائی-فریکوئنسی ماحول میں اہم فوائد کو ظاہر کرتی ہے۔ تاہم، اسے زیادہ قیمت اور بڑے جسمانی سائز جیسی حدود کا بھی سامنا ہے۔

I. بنیادی تکنیکی فوائد

1. الٹرا-ہائی کامن موڈ ریجیکشن ریشو (CMRR)

آپٹیکل طور پر الگ تھلگ پروبز کم- فریکوئنسی رینج میں -160 dB کا CMRR حاصل کر سکتی ہیں، اور پھر بھی روایتی ڈیفرینشل پروبس سے زیادہ 1 GHz کی زیادہ فریکوئنسی پر -100 dB سے زیادہ کی سطح کو برقرار رکھتی ہیں (جو عام طور پر صرف -10 dB تک پہنچ جاتی ہیں)۔

وہ ±6 kV کامن موڈ وولٹیجز کے تابع ماحول کے اندر ملی وولٹ-سطح کے فرق کے سگنل کو ٹھیک سے پکڑنے کی صلاحیت رکھتے ہیں، جو انہیں تیسری-جنریشن سیمی کنڈکٹرز (جیسے SiC اور GaN) میں سوئچنگ ٹرانزینٹس کی پیمائش کے لیے خاص طور پر موزوں بناتے ہیں۔

2. بہتر حفاظت کے لیے ہائی آئسولیشن وولٹیج

آپٹیکل فائبر کے ذریعے برقی تنہائی کے اصول کی بنیاد پر، یہ ٹیکنالوجی 60 kV سے زیادہ آئسولیشن وولٹیج حاصل کر سکتی ہے، اس طرح ٹیسٹ کے تحت سرکٹ اور پیمائش کے آلات کے درمیان برقی رابطہ مکمل طور پر منقطع ہو جاتا ہے۔

یہ مؤثر طریقے سے آسیلوسکوپ کے ہائی وولٹیج کی خرابی کو روکتا ہے اور آپریٹنگ عملے کی حفاظت کرتا ہے، جو اسے نئے انرجی گاڑیوں کے موٹر کنٹرولرز، فوٹو وولٹک انورٹرز، اور اسی طرح کے نظاموں پر مشتمل اعلی-خطرے کی جانچ کے منظرناموں کے لیے مثالی بناتا ہے۔

3. ہائی سگنل کی سالمیت اور کم سے کم لوڈنگ اثرات

10 MΩ || تک پہنچنے والے ان پٹ رکاوٹ کے ساتھ 1 pF، ٹیسٹ کے تحت سرکٹ پر لوڈنگ اثر 0.1% سے نیچے رہتا ہے، اس طرح عام طور پر روایتی تحقیقات میں پائے جانے والے لیڈ انڈکٹنس کی وجہ سے سگنل کی بگاڑ سے بچا جاتا ہے۔

عروج کے اوقات 700 ps تک کم ہوسکتے ہیں، جو GaN ڈیوائسز میں 100 V/ns تک کے وولٹیج سلیو ریٹ (dV/dt) کی درست تولید کو قابل بناتا ہے، اور سوئچنگ نقصانات کے حساب سے قابل اعتماد ویوفارم فراہم کرتا ہے۔

4. برقی مقناطیسی مداخلت (EMI) سے مضبوط استثنیٰ

آپٹیکل فائبر ٹرانسمیشن کا راستہ برقی مقناطیسی جوڑے سے پاک ہے۔ نتیجتاً، یہ مضبوط برقی مقناطیسی ماحول (جیسے مواصلاتی بیس اسٹیشن یا CNC مشین ٹولز کے قریب پائے جانے والے) سے متاثر نہیں ہوتا، اس طرح سگنل کی پاکیزگی کو یقینی بناتا ہے۔

یہ ٹیکنالوجی کو خاص طور پر اس پیمائش کے لیے موزوں بناتا ہے جس میں فلوٹنگ-گراؤنڈ سرکٹس اور متعدد ممکنہ پوائنٹس شامل ہوتے ہیں، جس سے مشترکہ زمینی کنکشن کی ضرورت ختم ہوتی ہے۔

II بنیادی درخواست کی حدود

1. محدود بینڈوتھ اور رسپانس سپیڈ

لیزر ڈائیوڈس کی ماڈیولیشن ریٹ اور فوٹوڈیوڈس کے ردعمل کے اوقات کی وجہ سے، مین اسٹریم ماڈلز کی بینڈوڈتھ عام طور پر 1 GHz کے اندر تک محدود ہوتی ہے-ٹاپ-ٹیئیر غیر فعال پروبس (جو 6 GHz تک پہنچ سکتی ہے) سے کم ہوتی ہے۔ الٹرا-ہائی-فریکوئنسی سگنل کی پیمائش میں (مثلاً، 5G RF پاور ایمپلیفائر)، فریکوئنسی رسپانس اٹینیویشن ہو سکتا ہے، جس کی وجہ سے سگنل میں بگاڑ پیدا ہوتا ہے۔

2. ہائی پاور کی کھپت اور بڑا جسمانی سائز

فرنٹ-اینڈ ماڈیول کو ایک آزاد پاور سپلائی کی ضرورت ہوتی ہے (یا تو بیٹری یا لیزر-کی بنیاد پر)۔ تھرمل مینجمنٹ ڈیزائن کی وجہ سے، اس کا جسمانی حجم روایتی تحقیقات سے 3 سے 5 گنا بڑا ہے، جس کا وزن 500 گرام سے زیادہ ہے۔

گنجان آباد PCBs کی جانچ کرتے وقت آپریشن پر پابندی ہے۔ طویل عرصے تک ہینڈ ہیلڈ کا استعمال تھکاوٹ کا سبب بنتا ہے، جس سے سپورٹ اسٹینڈ کے استعمال کی ضرورت ہوتی ہے۔

3. اعلی قیمت اور پیچیدہ دیکھ بھال

ایک لیزر ڈرائیور، ایک اعلی-پریسیئن آپٹو الیکٹرانک کنورژن ماڈیول، اور درجہ حرارت کنٹرول سسٹم پر مشتمل، مینوفیکچرنگ لاگت تقابلی تفریق پروبس سے 3 سے 5 گنا زیادہ ہے۔

انٹری-سطح کے ماڈلز کی قیمت 10,000 RMB سے اوپر ہے، جب کہ اعلی-میڈل سینکڑوں ہزار RMB تک پہنچتے ہیں۔ مزید برآں، فائدہ اور خطوط کی متواتر انشانکن کی ضرورت ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں طویل-آپریٹنگ اخراجات زیادہ ہوتے ہیں۔

4. سخت استعمال اور دیکھ بھال کی ضروریات

آپٹیکل فائبر کا موڑنے کا رداس 30mm سے زیادہ ہونا چاہیے (کچھ ماڈلز کے لیے 10cm سے زیادہ یا اس کے برابر ہونا ضروری ہے)؛ ضرورت سے زیادہ موڑنے کے نتیجے میں آپٹیکل سگنل کی کشندگی ہوگی۔

پیمائش سے پہلے، وولٹیج کی حد کا تخمینہ لگانا چاہیے اور ایک مناسب attenuator کا انتخاب کرنا چاہیے۔ اگر محیطی درجہ حرارت میں 5 ڈگری سے زیادہ اتار چڑھاؤ آتا ہے تو ری کیلیبریشن کی ضرورت ہوتی ہے۔

III قابل اطلاق منظرناموں کا خلاصہ

رجحان آؤٹ لک: آپٹیکل طور پر الگ تھلگ تحقیقات کی نئی نسل کی بینڈوتھ اب 2GHz سے تجاوز کر گئی ہے۔ AI-سے چلنے والے سگنل پروسیسنگ اور ایج کمپیوٹنگ کو مربوط کرنے سے، یہ تحقیقات انضمام اور ذہانت کی اعلیٰ سطحوں کی طرف تیار ہو رہی ہیں۔