Измерения

Измеритель RLC-2

1 | Стр. 71 | 694

Пробую выложить файлы, которые не удалось прикрепить GO и -JonnS-, с тестами первого диапазона.
--
Проверил, у меня архив скачивается.

 

Уменьшил С30, С31 до 10 нанофарад, ошибки при измерениях нет (что по длинному нажатию четвертой кнопки, что по длинному нажатию шестой, цифры на индикаторе одинаковые), отлично.
Но по сравнению с результатами измерения без конденсаторов, на индикаторе ничего не поменялось, получается, что АЦП одинаково хорошо интегрирует (измеряет) что импульсный сигнал, что частично проинтегрированный RC цепочками.
Если посмотреть осциллографом напряжения на конденсаторах, то, для частоты 10 кГц, пульсации практически сглаженные; для 1 кГц, пульсации есть, но значительно меньше, чем без конденсаторов; и на 100 Гц пульсации огромные, то есть, на форму пульсаций с частотой 100 Гц конденсаторы 10 нФ оказывают незначительное влияние.

При смене частоты, результат измерения сопротивления немного отличается на:
995,6 Ом (100 Гц)
995,6 Ом (1 кГц)
995,4 и Ом (1кГц),
Подбор конденсаторов для каждой частоты (в разумных пределах), не изменяет эту незначительную разницу. Значит, незначительное отклонение на 10 кГц, скорее всего из-за уменьшения быстродействия ключей синхронного детектора, на частоте 10 кГц.
Ну и пусть так остается, отклонение для 10 кГц – минус 0,02%.

Всё. Подведу итоги по изменениям в приборе:
1. В разрыв проводов по выводу 12 и 13, DA7.3 поставил по конденсатору 0,1 мк, для отсечки постоянной составляющей, которая в некоторых экземплярах ОУ может присутствовать на выходах (ОУ не сбалансированы).
2. Уменьшил емкость С30, С31, до 0,01 мкФ (10 нФ), причина описана выше.

Ваши комментарии. И всем спасибо.

 

АК: Каждый сможет выполнить такую проверку:
Попробовал на резисторе 1 Ом, 1кГц, 2-й диапазон вручную
по 4-й кнопке показания АЦП:
U 000082 -000167
I 007800 -016765
в режиме отладки 100 Ом 1х1 RI 1k
U 000079 -000167
I 007800 -016766
---------
То же для более подходящего для 2-го диапазона резистора 120 Ом:
по 4-й кнопке
U 004128 -009052
I 003387 -007449
в режиме отладки 100 Ом 1х1 RI 1k
U 004129 -009053
I 003388 -007449
--------
Т.е. разница совсем минимальная. Здесь по времени расклад такой - постоянная времени RC=50к*0.1мкФ=5мс. Примерное время окончания переходных процессов 5*5=25мс, что можно наглядно увидеть на картинке http://s45.radikal.ru/i108/0811/4e/f8d53a2d21e7.gif
По циклам работы АЦП это должно укладываться во время подстройки нуля (AZ), 10001 такт на частоте 250кГц - это чуть больше 40мс.
Это условие выполняется. АК, проверьте еще на всякий случай номиналы резисторов R41 и R42, мало ли что

АК: Всё. Подведу итоги по изменениям в приборе:
Спасибо за проделанную работу!
Конденсаторы по выводам 12 и 13 DA7.3 никакого отрицательного воздействия, как опасается skb4, давать не будут.
А вот насчет C30, C31 надо еще уточнить.

 

GO: АК, проверьте еще на всякий случай номиналы резисторов R41 и R42, мало ли что
R41 и R42 я поставил по 51 кОм, не нашел 49 кОм. Отклонение в 2 кОм (4%) может оказывать такое влияние?

GO: По циклам работы АЦП это должно укладываться во время подстройки нуля (AZ), 10001 такт на частоте 250кГц - это чуть больше 40мс.
Это условие выполняется.

Заряд (разряд) конденсатора через резистор происходит по экспоненциальному закону, по этому, между близкими по уровню напряжениями перезаряд произойдет быстрее, чем когда напряжения отличаются значительно. Я говорю о том, что полного окончания заряда конденсаторов не будет и через 25 мс, и через 40 мс, в идеале это бесконечность Так? По этому, как я уже писал, лучше иметь четыре синхронных детектора, где заряд конденсаторов будет происходить сколько угодно долго, то есть стремиться к бесконечности (условно). Или же, для нашего случая, ставить конденсаторы такой емкости, чтобы был значительны запас времени, при перезаряде конденсаторов, что я и сделал (51 кОм/10 нФ).

GO: Конденсаторы по выводам 12 и 13 DA7.3 никакого отрицательного воздействия, как опасается skb4, давать не будут.
А положительное воздействие оказывать будут, отсекая постоянную составляющую.
Постоянная составляющая оказывает отрицательное воздействие на результат измерения, при малых уровнях синуса. Для напряжения, при измерении омных и милиомных сопротивлений. Для тока, когда измеряем резисторы очень большого сопротивления (не проверял). Измеряя резистор 1 Ом, пробовал перемыкать конденсатор, установленный по выводу 12 DA7.3, результат измерения меняется с 993,6 мОм до 995, 2 мОм; при этом уровень постоянной составляющей на конденсаторе минус 10 мВ (вывод 1 DA4.3), размах синуса 1 кГц = 32,5 мВ.
Еще интересно узнать, нормируются ли эти ОУ по параметру небаланса нуля, а то в моих трех экземплярах TL084, разные микровольты на выходах (при 100% отрицательной обратной связи).

GO: А вот насчет C30, C31 надо еще уточнить
Уточняйте, и нам расскажете, а то я уже запаял С30, С31 (10 нФ).

 

AK спасибо за подсказку поменял С30.С31 на 1 нФ теперь после калибровки замкнутые щупы не более 2 нГ до этого меньше 47 нГ не получалось.

 

Почему не 10 нФ? Посмотрите еще при замкнутых щупах постоянное смещение на выводе 1 DA4.3, сколько милливольт? Или ноль?
Есть чем единицы...десятки милливольт измерить?

 

Если верить осцилографу размах синусоиды 10КГц 10 мВ и смещение минус 5мВ.
Конденсаторы просто первые 1% попали под руку для проверки реакции прибора на изменение емкости.

 

AK: Сегодня победил благодаря вашей подсказке проблему перегрузки АЦП на 0-вом диапазоне, хотя эту проблему я сам себе и создал. Поставил резисторы 47 ОМ и всё стало ОК. Но осталась проблема с 7-мым диапазоном. Вот что успел сегодня выяснить: причиной неработоспсобности является самовозбуждение на частоте примерно 95 кГц при усилении 100 каскада на ДА8. При усилении 10 для ДА8.1 или ДА8.2 самовозбуждения нет. Хотя пробовал отключать входные сигналы от выводов 12 и 13 ДА7.3, они висели в воздухе, то при усилении 100 самовозбуждения тоже нет. Да я не уточнил что самовозбуждение идет при измерении тока, тоесть при его очень малом значении.Получается что возбуждается не сама ДА8 а только при подключении сигнала с вывода 13 ДА7.3. Куда дальше копать незнаю. Прочитал Ваши посты выше и решил поставить конденсаторы на вход ДА7.3 так как на выходах ДА8.1 и ДА8.2 есть заметное напряжение смещения, особенно на ДА8.1 около 50 мВ. Может причина самовузбуждения в этом, ну или моя неудачная разводка платы.

 

nbo: Поставил резисторы 47 ОМ
47 Ом.

Смещение не может быть причиной самовозбуждения, проверяйте блокировочные конденсаторы по питанию, и их качество. Блокировочные 100 нФ лучше ставить керамические, я так считаю, так как они лучше пропускают токи высоких частот, чем намотанные конденсаторы. Ну и 10 мк, если электролиты, то новые.

nbo: так как на выходах ДА8.1 и ДА8.2 есть заметное напряжение смещения, особенно на ДА8.1 около 50 мВ.
На выходе ДА8.1 смещение должно быть наибольшим, оно набегает за счет усиления DA4,3 и DA8.1, а вот на выводе 1 DA8.2, смещение будет оставаться минимальным (только от самой DA8.2, хотя при ее усилении 10, десятки милливольт могут получится), с выхода DA8.1 смещение не пройдет, потому что C36 по входу (если C36 без утечки). Это если смотреть в статическом режиме измерения (длинное нажатие кнопки 6).

nbo: или моя неудачная разводка платы.
Может быть, если выходные цепи усилителей проложены вблизи, да еще параллельно входным цепям усилителей. А Вы зачем плату переразводили?

Для эксперимента, попробуйте параллельно R43 запаять 10 кОм, возбуждение не исчезнет? Потом параллельно R28 и R20, 10 кОм. Это чтобы определится, по какому входу усилителя возникает положительная обратная связь, возможно из-за емкости монтажа. Еще пробуйте прямо на выводы питания усилителей цеплять керамические блокировочные конденсаторы (не выпаивая имеющихся).

И еще одна идея. Возможно, у Вас включается коэффициент усиления не 10, а больше. Причиной может быть обрыв резистора R57, или его большее сопротивление.

В тестовом режиме можно отдельно включить коэффициент 10 для второго усилителя (1х10), или для первого (10х1), или для обоих (10х10) = 100. Если включаете 1х10, то возбуждение остается? И не забудьте включить режим измерения тока, потому что в тестовом режиме, режимы переключаются вручную, токоизмерительные резисторы тоже.

 

АК - Вопрос: как вы подключили конденсаторы к выводам 12, 13 DA7.3 ? Какой номинал?.
В разрыв цепи между DA4.3-pin1 и DA5.3-pin1 и 12, 13 DA7.3 или между корпусом?
Может микросхемы другие применить в DIP корпусе. Сейчас есть более лучшие.
GO что вы на это скажите? Надо откорректировать схему.

 
1 71 694