[Teledyne LeCroy] ‘안정화 시간 (Settling Time) 측정’ 주제의 포스팅
- 2025-04-01
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[Teledyne LeCroy] ‘안정화 시간 (Settling Time) 측정’ 주제의 포스팅
안정화 시간 (Settling Time) 측정
세틀링 타임(Settling Time)은 제어 시스템에서 매우 중요한 성능 지표로, 시스템이 외부의 교란이나 입력의 변화에 따라 반응한 후, 최종 값의 일정 범위 내에서 안정화되기까지 걸리는 시간을 의미합니다. 전기 회로, 기계 시스템, 신호 처리 등에서 속도와 안정성이 중요한 시스템에서 특히 중요하게 고려됩니다. 최근에는 전력 반도체의 스위칭 파형의 dV/dt가 빨라지면서 타이밍 측정을 요구할 수도 있습니다.
세틀링 타임을 측정하는 이유
세틀링 타임은 시스템이 교란 이후 얼마나 빨리 회복하고 안정화되는지를 알려줍니다. 일반적으로 세틀링 타임이 짧을수록 시스템의 응답성이 높다는 것을 의미합니다.그러나 세틀링 타임을 짧게 하는 것이 항상 좋은 것은 아닙니다. 너무 짧은 세틀링 타임을 추구하면 오버슈트(overshoot)나 불안정성이 발생할 수 있으므로, 적절한 균형을 찾는 것이 중요합니다.
세틀링 타임에 영향을 주는 요소로는 시스템의 감쇠비(damping factor), 자연 진동수(Natual Frequency), 제어 시스템의 설계등이 있으며, 속도와 안정성 면에서 균형을 맞추기 위해서는 적절한 튜닝이 필요합니다.
이번 기사에서는 오실로스코프에서 기본으로 제공하지 않는 세틀링타임 측정을 python을 이용하여 측정하는 예를 보이겠습니다. 아래의 오실로스코프 화면에서는 파형(노랑색)이 2V에서 667V로 빠르게 변하고 있으며, 트랜지션의 마지막 부분에 링깅이 보이고 있는 상태에서 약 2%이내의 안정화 시간을 찾으려고 하고 있습니다.
위에서 원하는 측정위치는 아래와 같은 샘플코드로 최종 전압의 2%를 만족하는 마지막 위치를 찾을 수 있습니다.
코드를 실행했을 때의 결과 이미지는 아래와 같습니다.
