Измерения

Измеритель RLC-2

1 | Стр. 284 | 694

skb4, прежде, чем что-то менять, надо убедиться в НЕОБХОДИМОСТИ этих изменений.
И если будет принято решение замене переключателя U-I, то таким же способом можно будет убедится в эффективности принятого решения, а то возможно переключатели придется разносить по разным корпусам или еще к-л эффекты вылезут.
skb4: Опровергните Против Е7-21, а так же остальных промышленных измерителей RLC ничего не имею

 

АК: Проведите тест на линейность с резисторами 2 Мом, на 5-м диапазоне, принудительно включив его. Хоть знаков в результате будет и меньше чем на 6-м, но если нелинейность будет проявляться так же, как и на 6-м диапазоне с этими же резисторами, её удастся увидеть. Таким образом, проверим, как меряет прибор на 10 кГц с теми же уровнями на входе/выходе измерителя тока, и с коэффициентом усиления по току в усилителе – единица.

6-й диапазон отличается от 5-го только включением усиления по току 10, вместо 1. Если на пятом диапазоне тест на линейность с резисторами 200 кОм проходит нормально. То можно попробовать измерить резисторы 200 кОм с включением усиления по току 10, для этого я б заменил токоизмерительный резистор 100 кОм на 10 кОм, и измерял бы 200 кОм на 6-м диапазоне. При этом уровни сигналов в приборе получились бы такие же, как и с резистором 2 Мом на 6-м диапазоне, а также прибор будет выводить на индикатор 2 МОм, измеряя при этом 200 кОм. Провести тест на линейность с двумя резисторами 200 кОм. Что получится?

Спасибо Вам, Александр за наводку. Попробовал проверить прибор как Вы предложили. Но нелинейность как была, так и осталась, что натолкнуло на мысль попробовать заменить PGA204.
Заменил ее на TL082+HC4053 и наконец появилась линейность на 6-м диапазоне на 10кГц Теперь нелинейность порядка ~0,1%, меня вполне устраивает. Кстати, попробовал закрыть плату экраном с двух сторон и заново откалибровал прибор, нелинейность упала до 0,05-0,07%. Единственная трудность, теперь придется переразводить и изготавливать новую плату Так до конца и не понял почему не пошла PGA204. Видимо 10кГц для нее абсалютный предел. Единственное что пришло в голову, что этот усилитель на 10кГц сдвигает фазу усиляемого сигнала в зависимости от его уровня на входе усилителя. Т.е. допустим мы делаем LOAD-калибровку 6-го диапазона, теперь при измерении этого сопротивления (2 МОм) компенсируется сдвиг фазы сигнала на PGA. Но если измерить, к примеру, сопротивление 4 МОм, то уровень сигнала токового канала уменьшится примерно в два раза и это повлияет на изменение сдвига фазы в PGA по сравнению со сдвигом фазы для резистора 2 МОм. Эта ошибка, как я понимаю, уже не может быть полностью скомпенсирована OSL-компенсацией.

GO: То, что нет расхождения без OSL - это хорошо, у нас такого не получилось.
Все же расхождения с выключенной OSL-компенсацией оказались большие. Видимо я некорректно проверил в первый раз. Простите что ввел в заблуждение.
Спасибо за тест на линейность на 6-м диапазоне. Теперь мои результаты близки к Вашим.

Благодарю всех за активную помощь,
Андрей.

 

Не зная PGA204, допускаю, что причиной не точных измерений был не сдвиг фаз, а увеличение нелинейных искажений при усилении 100 на частоте 10 кГц. При большем уровне сигнала уровень искажений был большим, чем при меньшем, по тому и измерения по диапазону с неодинаковой точностью. Допускаю, что повышенные нелинейные искажения могли появится из-за недостаточного коэффициента усиления усилителя на частоте 10 кГц, при этом ООС (отрицательная обратная связь) недостаточно подавляла нелинейные искажения.

 

Поддерживаю версию АК относительно PGA204. Если посмотреть спектр сигнала уже на выходе PGA204, возможно картина происходящего станет яснее.
Как решение проблемы без значительной переделки платы можно попробовать увеличить питание аналоговой части до +/- 15 В.

 

Пробовал поднимать питание до +-15В еще на первых стадиях испытаний, изменений не заметил.

АК: Не зная PGA204, допускаю, что причиной не точных измерений был не сдвиг фаз, а увеличение нелинейных искажений при усилении 100 на частоте 10 кГц.
Что интересно при Кус=10 (6-й диапазон) на 10кГц тоже были подобные проблемы. Вот структурная схема PGA204.

Т.е. классический инструментальный усилитель на трех ОУ. Все характеристики в DataSheet приводятся для частот до 1кГц. Для более высоких частот - темный лес.

 

Для более высоких частот в датаишите есть график. Как видите, при коэффициенте усиления G=100, 10 кГц предел. Хотя, если присмотреться к графику, то на 10 кГц усиление уже немного валится, 5 кГц по графику предел.

 

На увеличенном графике хорошо видно снижение усиления на 10 кГц:

 

Подскажите, пожалуйста, зачем питание на 74HC4053 идет через 10к. Осциллографом глянул, что творится на ногах питания 74HC4053 - ужас. Соответственно искажается сигнал на ключах.

 

Был подобный вопрос, и ответ автора:
http://pro-radio.ru/measure/6873-12/2008/11/06/10-16-10/
А на счет, зачем так много, аж 10 кОм, я считаю: больше сопротивление – лучше фильтрация помех по питанию, при этом питания мы не теряем, так как потребление ключей мизерное, и падение напряжение на резисторе 10 кОм практически отсутствует.

Yurik_V: Осциллографом глянул, что творится на ногах питания 74HC4053 - ужас. Соответственно искажается сигнал на ключах.
А сколько питание 74HC4053, непостредсвенно на выводах микросхемы? Было у одного участника темы, падала часть напряжения питания на резисторах, прибор работал не так как надо, устранилось заменой микросхемы.

 

To АК: Спасибо.
Уже разобрался. Питание одной 74HC4053 было по плюсу 2.8В, по минусу 1.7В. Оказалось заусеница после зенковки на 16-й ноге микросхемы подкорачивала на корпус.
Прибор работает, интегрирующий конденсатор подобрал 9997, лучше дома не нашлось. Осталось откалибровать.

GO спасибо за хороший прибор, АК за консультации и поддержку.

 
1 284 694