Lab12 Gordian

Η εργαστηριακή εκτίμηση του Gordian περιέλαβε δύο ξεχωριστές φάσεις, αυτή της άμεσης αξιολόγησης και αυτήν της έμμεσης. Κατά την άμεση αξιολόγηση έγιναν -επί μακρόν- μετρήσεις της ποιότητας τροφοδοσίας πριν και μετά το φίλτρο με τον αναλυτή 43Β της Fluke. Η διάρκεια της κάθε μέτρησης ήταν τέσσερις ώρες και επιλέξαμε τρεις διαφορετικές στιγμές της ημέρας, μεσημέρι, απόγευμα και βράδυ ώστε να καλύψουμε κάθε προφίλ χρήσης του δικτύου στην περιοχή όπου έγινε η δοκιμή. Στις μετρήσεις περιλαμβάνονται ανάλυση της παραμόρφωσης στο πεδίο της συχνότητας για τις κυματομορφές της τάσης και του ρεύματος. Όλες οι μετρήσεις έγιναν με το ίδιο φορτίο στη γραμμή, έναν USB DAC/προενισχυτή, ένα laptop με τον φορτιστή συνδεδεμένο και τον τελικό ενισχυτή αναφοράς Parasound HCA3500. Κατά την έμμεση αξιολόγηση, πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις στις επιδόσεις μιας συσκευής η οποία τροφοδοτήθηκε με και χωρίς το Gordian. Εν προκειμένω, χρησιμοποιήθηκε ο ίδιος USB DAC που χρησιμοποιήθηκε και στην άμεση αξιολόγηση. Στις μετρήσεις περιελήφθησαν η διαμόρφωση του σήματος από θόρυβο (wide/narrow band) και η μέτρηση συνιστωσών θορύβου και παρεμβολών.
Η πρώτη μέτρηση που θα πρέπει να δει κανείς, πάντως, είναι οι ίδιες οι κυματομορφές της τάσης και τους ρεύματος. Στο σχετικό διάγραμμα μπορεί να δει κανείς την προφανή ημιτονοειδή μορφή της τάσης και την χαρακτηριστική παραμορφωμένη μορφή του ρεύματος η οποία είναι δεδομένη για κάθε συμβατική τροφοδοτική διάταξη η οποία περιλαμβάνει ανόρθωση και φίλτρα και οφείλεται στη μη γραμμική λειτουργία τους. Το διάγραμμα αυτό εξηγεί γιατί η παραμόρφωση του ρεύματος είναι πάντοτε μεγάλη και γιατί το αντίστοιχο FFT του Gordian (αλλά και του 43Β) έχει πολλές αρμονικές.

Για του λόγου το αληθές, μπορεί κανείς να μελετήσει το πακέτο των μετρήσεων ρεύματος πριν και μετά το φίλτρο. Οι διαφορές δεν είναι μεγάλες (επειδή η κυματομορφή είναι εγγενώς παραμορφωμένη και όχι λόγω θορύβων) αλλά μπορεί κανείς να διακρίνει μια συστηματική μείωση στη στάθμη των πρώτων περιττών αρμονικών. Η μείωση αυτή, πάντως είναι οριακή και με βάση τις μέσες τιμές παραμόρφωσης για το σύνολο των μετρήσεων, η βελτίωση στην παραμόρφωση της κυματομορφής του ρεύματος δεν ξεπερνά το 1%, κάτι που είναι λογικό αφού η παραμόρφωση, εδώ, εξαρτάται από το φορτίο και όχι από τον θόρυβο.

Μεγαλύτερη είναι επίδραση του φίλτρου στην παραμόρφωση της κυματομορφής της τάσης. Με βάση τις μέσες τιμές παραμόρφωσης για το σύνολο των μετρήσεων, η βελτίωση φτάνει το 5%. Οι παρατηρητικοί θα δουν ότι το Gordian έχει την τάση να συμπιέζει συνήθως την τρίτη και την πέμπτη αρμονική, οι οποίες ήταν και οι επικρατέστερες στις συγκεκριμένες μετρήσεις.

Το φάσμα παρεμβολών του DAC δείχνει ότι η χρήση του φίλτρου, πράγματι καταστέλλει κάποιες από αυτές. Το κέρδος είναι περίπου 2dBr σε σχέση με την λειτουργία χωρίς φίλτρο. Με βάση τη θέση των συνιστωσών στο διάγραμμα, μπορεί κανείς να υποθέσει ότι μιλάμε για παρεμβολές τόσο από σχετικώς υψηλές συχνότητες (είναι οι συνιστώσες που βρίσκονται μακρυά από τη θεμελιώδη, η οποία εδώ είναι ένα σήμα 47.9kHz) όσο και από χαμηλές συχνότητες (πολύ κοντά στη θεμελιώδη).
Η δεύτερη αυτή περίπτωση αναλύεται από το φάσμα διαμόρφωσης του σήματος από θόρυβο το οποίο έχει μεγάλη ανάλυση στο πεδίο της συχνότητας. Εδώ, είναι σαφές ότι με το Gordian στη γραμμή μειώνεται η ενδοδιαμόρφωση που είναι ορατή στα ±100Hz από την θεμελιώδη.

Οι δύο αυτές μετρήσεις δίνουν ένα δείγμα για την επίδραση του Gordian στο συγκεκριμένο σύστημα και στις συγκεκριμένες συνθήκες, μια επίδραση η οποία “φαίνεται” περισσότερο στις χαμηλές συχνότητες παρά στις υψηλές. Αυτό επιβεβαιώνεται από το φάσμα του θορύβου και των παρεμβολών. Εδώ, ο θόρυβος από το τροφοδοτικό βελτιώθηκε κατά περίπου 1dBu, μια διαφορά μετρήσιμη αν και μικρή σε απόλυτα μεγέθη.