Измеряем RLC

[Борисыч44]

Попала прога http://deforg.free.fr/Zmeter.html

Попробовал в пассивном режиме - понравилось, но есть ограничения из за малого Rвх ЗК и есть опасность её спалить.

Сделал активную коробочку - питание+/- 5В (чтоб не выжечь вход ЗК), повторители на 544уд1, мощный буфер для прокачки 0.5 Омного опорника (мах 3.3кОм) - экранировать нужно очень прилично иначе 50,100,150Гц и т.д. торчат на - 50/-60дБ, ещё лучше вынести транс из коробочки.

На коротких проводах легко измеряет от миллиомов до единиц мегом, от сотен тыс мкФ до единиц пФ, от единиц микрогенри до .... (измерил пока только ТВ - 3Ш, и неск. силовиков - до 15Гн показывает)

Выяснился недостаток - на больших резисторах начинают влиять паразитные емкости монтажа (при опорном 33к и паразитных 3пФ) практически невозможно измерить резисторы более неск. МОм и соответственно пикушки.

Простая схемка - сигнал можно взять с комповых колонок, здесь нет компенсации паразитной емкости, поэтому опорник не стоит выбирать больше 1-3кОм



Входной диф усилитель измеряет падение на опорнике без учета сопротивления входных и выходных проводов (правда есть сомнение относительно индуктивности от клеммы до опорника - она войдет в его Z, возможно нужно измерять прямо на опорнике, а провод скомпенсируется калибровкой). Оптимальнее собрать схему в щупах, по крайней мере вход.



Эти картинки с пассивного варианта - один резистор 20Ом вся "коробочка", на 1 индуктивность, на 2 резистор, на последней кусок провода 1м (в принципе, для ремонтов этого хватило бы)

С активной коробочкой (но ещё без емкостной компенсации) получается так:
тот же 1м провода

68000мкФ

висячие щупы

при подключении 1.5пФ честно прибавляет, (пока нет никаких экранов и трансик в коробочке).

Добавляю схемку выхода и компенсатора Спар

Выход компенсатора подключен к экрану переключателя - "паразит" работает против "паразита"

Как оказалось, для стабильной работы нужны драйвера без всяких АРУ, с неограниченной АЧХ, без "улучшайзеров" и т.д., штатные к Вин7 и Реалтеку обрезали АЧХ до 150-7000Гц и Zmetr с ними не работает, первоначально сменил их воткнув какую то внешнюю ЮСБ звуковуху

Еще раз вернулся к выбору оптимального опорника - для этого измерил Rвых, оказалось 150Ом вот такой опорник и надо ставить, дальнейшее его уменьшение приводит к пропорциональному снижению напряжения (при моих 20Ом выигрыш получается вдвое 20/65000х8.5=2.62мОм, зато сверху теряем в те же 8 раз), т.о. повторитель на выход и малый опорник нужны для желающих уверенно измерять мОмы

Версия с расширенным частотным диапазоном до Fд/2 http://deforg.free.fr/Download/Zmeter2.exe
В последних версиях введена логарифмическая шкала сопроитвлений, компенсация паразитных емкостей и сопротивлений ЗК правда для правильной настройки желательно иметь параллельную схему замещения, которая реализована в Маткадовской приблуде Zok5.zip, для компенсации Свх (Сin) подключаем на вход резистор равный опорнику Zm при этом покажет его сопротивление и индуктивность, но это так действует емкость параллельная опорнику, поэтому в Маткаде включаем параллельную сх. зам-я и включаем "-Im", полученную емкость заносим в окно "Cin", делаем измерение на висячих щупах полученную емкость заносим в окно "Clr"
- так выглядят висячие щупы в Маткаде (это пассивный вариант с опорником 82Ома), так же можно посмотреть зависимость реактивностей, сопротивлений, потерь от частоты, сгладить графики, изменить окно измерения

Версия http://deforg.free.fr/Download/Zmeter-2UIa.exe универсальная для обычной и схемы с выделенными каналами тока и напряжения

Версия с фиксированным уровнем выходного сигнала http://deforg.free.fr/Download/ZMeter2Skalinas1a.exe - иногда использую как генератор и чуть стабильнее результат из за отсутствия автоподстройки.

На всякий случай системная инфа (ЗК бортовая)

[Борисыч44]

DVK_, ещё вопросик - в файле калибровки лежит номер частоты и две 32х разрядные компл. разницы между каналами?

[DVK_]

Борисыч44,
В файле калибровки
первые 4 байта - размер буфера, кратный 2 в целой степени.
остальное - сам буфер из комплексных чисел, 2 вещественных числа по 8 байт каждое, итого 16 байт на частоту.
Тока там всё в бинарном виде, я просто скидываю на диск содержание моего внутреннего буфера калибровки.
Да, и это не разница, а комплексное отношение каналов.
Насчёт модуля Im -думаю просто добавить log(Z) там по-любому надо модуль Re и Im брать, чтобы ошибки не вылетало.

[Борисыч44]

2 вещественных числа по 8 байт

Ого!! это значит арифметика позволяет принимать 24 бита? и это не сильно перегрузит систему (у меня Zmeter вместе с маткадом грузят проц на 100%, если Zm остановить то графики в Мк появляются почти вдвое быстрее )

[DVK_]

Так арифметику можно и Extended (10 байт) сделать. А 24 бита принимать только DirectSound-ом, наверно...

[Борисыч44]

Вообще то реальных 16 бит АЦП найти проблематично - при моем опорнике в 20 Ом теоретически доступен диапазон 0.3мОм - 1.3МОм, но реально он хуже раз в 10 (немного помогает накопление) выходит лишних 8 бит в расчетах вряд ли что привнесут, а вообще такая разрядность реально нужна? или это автоматом получается?

[DVK_]

Я просто сделал двойную точность, чтобы не возникало проблем именно из-за неё. Да и спектр изначально не такой большой был. А вы думаете, что с одинарной точностью быстрее будет? Вычисления - да, только там и без вычислений есть чему тормозить - графика, например. Могу сделать версию с одинарной точностью для сравнения.

[Борисыч44]

При больших объемах инф-и все начинает тормозить, в том числе и параллельные процессы (иногда включаю ZM как генератор, и измерение Спектролабом), а вы не пробовали оценить реальную точность измерения на своей карте?

[Борисыч44]

Попробовал у себя при 30сек на ХХ показывает ~1МОм и чем быстрее мерим тем меньше имеем Rхх т.е. на 3сек уже 100кОм и т.д. минимальное сопротивление в принципе приводится к "0", но если взять модуль (примерно оцениваем шум) то около 1мОм на 30сек и так же растет с ускорением измерения, будет ли выше точность при 24 битах?

[DVK_]

а вы не пробовали оценить реальную точность измерения на своей карте?

Нет. Она же от слишком многих параметров зависит, да и меняется по всему диапазону....

будет ли выше точность при 24 битах?

Я не знаю сильнее ли шумит на 24 битах. Я не умею пока работать с разрядностью больше 16.
Там не всё так просто, нужно на DirectSound переходить...

[Борисыч44]

Она же от слишком многих параметров зависит, да и меняется по всему диапазону....

я только о крайних значениях и на СЧ - получается что мы практически полностью используем ДД с 16 битами, при переходе на 24 добавится ну пусть 10дБ - и все преимущества (проще опорник сменить хоть на в 100 раз больший)... имхо не стОит, машину загрузим пересчетом шума и все.
ПС а на сколько просто перейти на "одинарную" точность? может стоит попробовать?
Подправил маткадовскую рисовалкуZok расширеный без калибр.zip для последней версии Zmeter2 (5).exe (это у меня она под пятым номером) - сейчас можно не калибровать Маткадовскую приблуду и отправлять данные из рабочего окна с любым шагом и полосой обзора, т.е. работаем в ZM а что то интересное можно сохранить и разглядеть в МК.

[DVK_]

Перезалил ZM2 одинарной точности.

[Борисыч44]

Попробовал - ухудшения не увидел (пока - потому что падает в первые минуты работы)
пока удалось посмотреть шум после калибровки
старый
новый
чуть ли не лучше???
Вот еще с модулем Re и значением ESR эквивалентным шуму


практически на 30% меньше шум
О!!! а какая стабильность на емкости - стоит "как вкопанная"
- мечта

Что то прочихалось и пока работает, до этого несколько раз падал???
На хх сопротивление больше показыват - однозначно все лучше !!! - спасибо огромное

[Борисыч44]

Опять начал падать

[DVK_]

А в каких режимах он падает? При калибровке или при измерении?
Шума меньше-это плохо. Значит округление до одинарной точности реально влияет на результат. И как оно влияет не до конца понятно..

[DVK_]

Исправил возможное деление на 0, если сигнал слабый. У меня не падает. Перезалил.
Да, забыл сказать, в предыдущих 2-х версиях менял алгоритм вычисления C/L, чтобы реально по методу наименьших квадратов вписывлось, а не простым усреднением.
Именно поэтому и стабильнее, а не из-за отказа от полиномов.

[Борисыч44]

Падает не понятно от чего, хотя загрузка проца на Zm - 15% еще какой то audiodg.exe вместе работает еще 20%, упасть может в любой момент и при включении Маткада (частоты дискретизации и предельные пробовал - не помогло), но иногда при падении общая загрузка взлетает до 90-98% один раз видел что не понятно почему загрузка поднялась туда же и держалась пока Zm не остановил??? Кстати на диапазоне 1 - 22000Гц видно как меняется загрузка от частоты( - Гималаи рисует)
Почему меньше шум это плохо? там ведь иголки пропали почти и при измерении элементов картинка практически стоит на месте - мне это как раз понравилось (раньше использовал накопление что б спокойней оценить результат, а сейчас и на 0.3сек показания стабильно держатся)

---------- Добавлено в 13:27 ---------- Предыдущее сообщение в 13:05 ----------

Исправил возможное деление на 0, если сигнал слабый.

Сработало!

редыдущих 2-х версиях менял алгоритм вычисления C/L, чтобы реально по методу наименьших квадратов вписывлось, а не простым усреднением.
Именно поэтому и стабильнее, а не из-за отказа от полиномов.

Как бы ни было, но сейчас значительно лучше!!!

[DVK_]

А в режиме Z graph без вычисления L/C тоже падает? Посмотрите новую версию.
Меньше шума плохо, потому что непонятно почему. И двойная и одинарная точность должны одинаково работать. Я просто тупо сменил Double на Single везде.
Могут быть ошибки типа в знаменателе малое число, которое может округлиться до 0 из-за потери точности.

Сработало!

Ну и слава богу!
Это в вычислении тангенса потерь было, деление на мнимую часть.

Я режим Raw могу убрать?

[Борисыч44]

Я режим Raw могу убрать?

Да!
сейчас в Zmetre2 почти все есть и видно хорошо (в маткаде уже убрал выбор опорника - работает все быстрее если так пойдет скоро можно будет только в Zm сидеть!)

[DVK_]

Перезалил без Raw-а и с Log|Z]. Предыдущую пока не выкидывайте, на всякий случай.

[Борисыч44]

Во электролит 22000 - на ВЧ имеем индуктивность 20нГн на НЧ 22мФ, если посмотреть фазу то по "0" определим частоту резонанса - сейчас порядка 7кГц

DVK_, а можно как то "отрезать " иголки к 0 , а то у нас график только на верхней половине рисуется или фиксировать/нормировать масштаб кнопкой, я попробовал дергать правой кнопкой мыши но сильно летает частотный диапазон

и еще раз тот красивый контур

- резонансная частота по 0 фазы