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)

[DVK_]

Да, надо подумать, посмотреть, поэкспериментировать как лучше сделать с гармониками на широком спектре. Хотелось бы за один прогон делать, а то каждый раз запускать, мерять, останавливать, менять диапазон и опять запускать - долго всё это и не красиво. Вообще, IO24 я больше для теста бесконечного накопления делал, типа ставишь громкость на минимум, 1 или 2, например, (в стандартном микшере такую маленькую не сделаешь) а потом накопление включаешь. И видишь как сигнал из шума вылазит...

[skalinas]

Тестил прогу IO24, есть ряд замечаний:
1. шкала в 2 раза занижена (если на графике в IO24 например значение амплитуды сигнала 0,8, то на осциллографе 1,6В).
2. задаваемая частота не стабильная и гуляет в пределах 0,06-0,2% в зависимости от задаваемой частоты (на низкой частоте максимальное отклонение).
3. начиная от частоты 6кГц (сильно заметно) начинает гулять еще и амплитуда сигнала (видно самой программой IO24 и на осциллографе).
4. в программе IO24 начиная примерно от частоты 6кГц не корректно отображается синусоида (на осциллографе чистая синусоида, а в проге ломаная линия).
5. хотелось бы понизить начальную (низкую) частоту от 10Гц и уменьшить задание количество частот до 40-100шт.
Если нужны осциллограммы могу сделать скришоты и выложить по всем перечисленным проблемам.
Если все поправить, то получиться хороший осциллограф и генератор!

Еще посмотрел, если на выходе задавать амплитуду сигнала 1В, то сигнал уверенно видно на входе при уровне амплитуды в 1000 раз меньше (1мВ). Но для уверенной работы программы для измерений предлагаю, ограничится разницей ослабления сигнала 100-500 раз.

В принципе, можно не делать график по гармоникам, а ограничиться постройкой графика АЧХ по 40-100 частотам с определением максимальной амплитуды на графике. И потом можно посмотреть эти частоты на предмет искажений (ограничения амплитуды сигнала), но нужно поправить прогу IO24.

[Борисыч44]

шкала в 2 раза занижена

Шкала в "попугаях" её нужно калибровать в специальной процедуре которой нет

от частоты 6кГц не корректно отображается синусоида

Прога показывает отдельные отсчеты амплитуды без всякой обработки, посмотреть чистый синус можно в Visual Analayser (там же и сравнить значение частоты )

Еще посмотрел, если на выходе задавать амплитуду сигнала 1В, то сигнал уверенно видно на входе при уровне амплитуды в 1000 раз меньше (1мВ).

Включите бесконечное накопление и увидите почти чистый сигнал с 1/65000 от максимума

---------- Сообщение добавлено 02:11 ---------- Предыдущее сообщение было 01:57 ----------

Хотелось бы за один прогон делать

Так примерно и виделось - прога автоматом анализирует все продукты выше исследуемой октавы сравнивая с уровнем шума без сигнала, при превышении, скажем в двое, можно уменьшать уровень (он может быть запомнен для измерений в этой октаве), но делать это надо не один раз при калибровке, а именно при измерении нелинейных объектов (дроссели с железными сердечниками могут гадить с очень малых амплитуд)

[DVK_]

В добавление к Борисычу.
Шкала не совсем в попугаях, она просто нормирована на максимум используемой разрядности. Т.е. если разрядность 8 бит, то 1 соответствует 127, если 16 - то 32767, 24 - 8388607. Больше 1 амплитуда быть принципиально не может. Всё это сделано, чтобы на разной разрядности одинаковая амплитуда была. Тогда при калибровке просто умножаешь её на некое число не зависящее от используемой разрядности.

задаваемая частота не стабильная и гуляет в пределах 0,06-0,2%

А как это вы проверяли? У вас частотометр высокоточный есть? Она же, вообще-то, кварцем должна быть стабилизирована на звуковой карте, ну или от компа тактовую частоту брать - там тоже кварц... Вообще, даже если она и гуляет, то и на входе и на выходе одновременно, поэтому для усреднения это не так важно.
В любом случае я не могу менять тактовую частоту, приходится использовать то, что есть.

Да, и громкость, действительно показывается в отсчётах микшера - там 16 битная разрядность (0-65535) и я её на 1 не нормирую, так как она от разрядности сигнала не зависит и чтобы низкие амплитуды нулями не заросли... Каким вольтам это соответствует - мне не ведомо.
Вообще, это тестовый промежуточный вариант - так, побаловаться, посмотреть как мотор ввода-вывода работает, ну и фишки новые испытать - не больше.

[DVK_]

Вот подправил IO24 чтобы GenOsc получился.
http://deforg.free.fr/Download/GenOsc.exe
Генератор и осциллограф в одном флаконе, добавил амплитудный коэффициент и множитель для шкалы и запоминание для них всех в ини-файле.

[skalinas]

А как это вы проверяли? У вас частотометр высокоточный есть? Она же, вообще-то, кварцем должна быть стабилизирована на звуковой карте, ну или от компа тактовую частоту брать - там тоже кварц... Вообще, даже если она и гуляет, то и на входе и на выходе одновременно, поэтому для усреднения это не так важно.
В любом случае я не могу менять тактовую частоту, приходится использовать то, что есть.

У меня осциллограф OWON SDS6062 http://www.vsempribor.ru/Oscillograf-OWON-SDS6062.aspx (карта Creative X-Fi Surround 5.1 http://www.stereohead.ru/index.php?n...p=page&pid=206 ), он может мерить сразу частоту, можно остановить (зафиксировать) синусоиду (сжатый сигнал) и растянуть в 10 раз (посмотреть насколько меняется форма и амплитуда синусоиды во времени, а также произвести замеры каждой волны).
Тактовую частоту и не нужно менять, нужно оптимизировать программу и работать по прерываниям, что бы «нарисовать» частоту на выходе и тут же произвести считывание в каждом такте. Лет десять назад баловался с программированием PIC контроллеров, стояла задача, выдать на выходе 18кГц. При использовании контроллера без прерываний приходилось каждый раз операции процессора подгонять под интервал 18кГц (у контроллера разные машинные операции имели разную длину). Скорее всего, у вас такая же проблема с ПО, когда должно быть прерывание в этот момент процессор занят другой операцией (не переключается своевременно на процедуру прерывания) и как следствие гуляет форма (частота) и амплитуда сигнала.

Скрин на частоте 9,60Гц, опорник 100 Ом, переключатель в режиме измерения, сигнал проходит через кондер 1 мкФ. Видно, что на частоте есть искажения синусоиды (на осциллографе видно тоже самое), на зеленой синусоиде видны всплески на эти искажения.



На других частотах тоже присутствуют искажения синусоиды.



Начиная с частоты 6кГц и выше грубо отображается синусоида (на осциллографе синусоида ровнее), не хватает точек для отображения.

[Борисыч44]

добавил амплитудный коэффициент

Удобней вписывать измеренное значение напряжения - коэффициент высчитается для каждого канала свой

[DVK_]

работать по прерываниям, что бы «нарисовать» частоту на выходе и тут же произвести считывание в каждом такте

Это невозможно, я думаю. Драйверы карты с буферами работают. Посылаешь буфер на выход - он проигрывается. Можно несколько подряд в очередь ставить, тогда они гладким образом стыкуются. Для входа то же самое, отсылаешь буфера на заполнение и если после окончании записи в очереди стоял ещё один буфер, то он гладким образом продолжает то, где первый закончился, и так по карусели можно делать.

Удобней вписывать измеренное значение напряжения - коэффициент высчитается для каждого канала свой

Да, да, да, конечно, только я не осцилограф пишу, это так, побаловаться... А ещё я вычитаю среднее из сигнала, т.е постоянный ток нельзя мерять.

Всё, пока закругляюсь - в горы едем на лыжи....

[Борисыч44]

есть искажения синусоиды

Дык, уровень велик

Начиная с частоты 6кГц и выше грубо отображается синусоида (на осциллографе синусоида ровнее), не хватает точек для отображения.

а так?

или так (зеленым)

[skalinas]

Дык, уровень велик

Уровень менял, искажения остаются, тут не в уровне сигнала дело. Вы попробуйте на частоте 9,6Гц переключить схему в режим измерения при опорнике 100 Ом и через конденсатор 1 мкФ, как у вас будет работать прога, скиньте скрин? Если есть искожения синусоиды, то будет похожая картина, как у меня на скрине. Или это только не проблема моей карты?

а так?
или так (зеленым)

У вас частота дескритизации карты в 2 раза выше, соответственно у вас начнуться искажения в отображении не 6 кГц, а с 12кГц соответственно.
Зеленым я так понял это выходной сигнал показывается (это то что задается на выход), а не то что звуковая карта приняла? Или я все таки прав, прога не "адекватно" отображает на графике частоты выше 6кГц (для моей карты) или это так преобразует сигнал по линейному входу?
Сделайте скрин для частоты 38кГц (для вашей карты), хотелось бы увидеть.

Посылаешь буфер на выход - он проигрывается. Можно несколько подряд в очередь ставить, тогда они гладким образом стыкуются. Для входа то же самое, отсылаешь буфера на заполнение и если после окончании записи в очереди стоял ещё один буфер, то он гладким образом продолжает то, где первый закончился, и так по карусели можно делать.

Всё, пока закругляюсь - в горы едем на лыжи....

А вы как реализовали обмен данными?
Приятно провести выходные...

[Борисыч44]

попробуйте на частоте 9,6Гц переключить схему в режим измерения при опорнике 100 Ом и через конденсатор 1 мкФ, как у вас будет работать прога, скиньте скрин?

Вот на 4.8Гц (ЧД 48кГц) уровень в микшере 98%

Сделайте скрин для частоты 38кГц (для вашей карты), хотелось бы увидеть.

АЦП моей ЗК работает на 48кГц, остальное вычисляется, поэтому 38к не получится т.е. если я выберу 192к то за счет пересчета появятся дополнительные отсчеты, но диапазон частот останется как для 48к.

У вас частота дескритизации карты в 2 раза выше, соответственно у вас начнуться искажения в отображении не 6 кГц, а с 12кГц соответственно.

На второй картинке дискретизация 48к, красным прямые отсчеты так же как и у ДВК, зеленым то же самое но как бы с "цифровым фильтром" - результат приближен к реальному сигналу на входе АЦП (выходе ЦАП)

[skalinas]

Попробовал другие генераторы (проги), похоже у меня внешняя звуковая карта сама вносит искажения, где то в ней работает улучшайзер.

Сегодня попробовал погонять карту Creative X-Fi Surround 5.1 на буке, дрова подцепились автоматом. АЧХ по диапазону 20Гц-20кГц вообще нет провалов, до 38кГц в 1,5 раза завал без искажений (гуляний частоту тоже нет), на частоте 48кГц происходит срыв частоты. Проблема насколько я понял была в USB порту. На старом компе похоже USB1 и данные просто не успевали передаваться. Еще попробую на бук поставить родные дрова, возможно проблемы в родных дровах. Разницу между компом и буком при измерениях не заметил.

DVK_ Вопрос, в проге GenOsc на графике отображается записанный сигнал по линейному входу? И почему на чинная с частоты 6кГц и выше уже нет отображения чистой синусоиды, хотя на выходе звуковой карты чистая синусоида вплоть до частоты 48кГц, с чем это связано?

[DVK_]

Да, это то, что приходит на вход. Можете легко проверить вытащив штекер из входа - останется один шум. А на графике показываются только те значения, которые приходят с карты, и эти значения соединяются прямой линией. Если буфер маленький и на период синусоиды приходится мало точек, то синусоида выглядит ломаной. Графика же не знает что там находится между этими точками, вот и соединяет их как может, по-прямой. Но на измерения это особо не отражается - работает Котельников с этим, как его, Найквистом, по моему...

[skalinas]

С новым годом!

А на графике показываются только те значения, которые приходят с карты, и эти значения соединяются прямой линией. Если буфер маленький и на период синусоиды приходится мало точек, то синусоида выглядит ломаной.

Насколько я понял моя карта позволяет записывать синусоиду без искажений (без ломаных линий) до 20кГц. Реально GenOsc.exe у меня на карте начинает рисовать "ломаные" линии с частоты 6кГц, это связано с недостатком данных (точек). Может проблема с буфером в самой проге или с частотой запроса данных с карты, можно как то в проге увеличить частоту обращений запросов данных с карты?

[asmvvv1]

С новым годом!

Насколько я понял моя карта позволяет записывать синусоиду без искажений (без ломаных линий) до 20кГц. Реально GenOsc.exe у меня на карте начинает рисовать "ломаные" линии с частоты 6кГц, это связано с недостатком данных (точек). Может проблема с буфером в самой проге или с частотой запроса данных с карты, можно как то в проге увеличить частоту обращений запросов данных с карты?

Программа с форума http://forum.sibnet.ru/index.php?showtopic=1086673 выложена тут
принципиальная схема http://forum.sibnet.ru/index.php?act...ost&id=1202962

[DVK_]

С Новым Годом!

можно как то в проге увеличить частоту обращений запросов данных с карты?

Так я же писал, что стандартно карта с буферами работает. Которые заполняются с частотой самплинга. И эти частоты самплинга стандартные: 44100, 48000, 96000 и 192000 Гц. Я как-то давно пробовал работать с нестандартным самплингом вплоть до 200 кГц - работает не на всех картах, а если работает, то не всегда вход и выход синхронизоваными получаются. Т.е. проблема, я думаю, в том, что драйвера по-разному переинтерполируют вход и выход в нестандартный самплинг. Даже если самплинг и стандартный, всё равно бывает десинхронизация при интерполяции. Реже, но бывает. С нестандартным почти всегда. Поэтому лучше всегда работать на том самплинге, который для карты родной, который задан её кварцем или чем он там у неё задаётся.
Т.е., резюме: стандартным способом изменить частоту оцифровки нельзя - драйвера будут незаметно переинтерполировать в заказанный формат. Иногда это получается красиво - как у Борисыча, например. Напрямую (без драйверов) работать с картой я не умею, да и не очень стремлюсь, так как
1. Наверняка методы работы с картами напрямую окажутся не универсальными, драйвера ведь как раз и служат для унификации обращений к карте вне зависимости от производителя. И если я смогу что-то сделать для своей карты, не факт, что это будет работать у вас.
2. Скорее всего обращение к карте типа "вот я к тебе обратился и хочу знать значение в данную микросекунду" вообще невозможно. Ведь это получается Real-time, а сейчас так с железом никто не работает. Да, само железо может работать Real-time, но асинхронное общение с внешним миром скорее всего зашито на уровне того же самого железа.
Более того, общение может быть не просто асинхронным, но и узкоспециализированным. Например, ведь есть же недорогие телевизионные карты для компов, которые телесигнал в сотни мегагерц принимают, и чё? Вот я на ней мегагерцовый осцилограф сделаю? И есть ещё видеокарты с мегагерцовым выходом - как раз для генератора под эту телекарту. И сделать LC-метр в сотни мегагерц на телекарте и видеокарте? Скорее всего не получится - они ведь только с специальными сигналами работать могут, я и не говорю уже о реальном времени типа "выдай мне напряжение в данную наносекунду", хотя формально они всё это умеют делать...

[Борисыч44]

Иногда это получается красиво - как у Борисыча, например.

Это не у меня - это прога получив отдельные отсчеты посчитала, что на входе синус и нарисовала "красиво" (зеленым), если этот режим отключить, то выглядит так же как у всех - точки соединенные прямыми (красным).

[asmvvv1]

http://dmitry-shem.livejournal.com/4876.html
очень полезная ссылка, предлагаю почитать, на базе этих схем выстроена моя приставка

[DVK_]

очень полезная ссылка

Я прочитал, только не понял в чём прикол. В использовании переключаемых ФВЧ для формирования синусоиды из меандра? Ну, можно и так. Только звуковые карты вполне себе нормальный синус генерят и стоят дешевле и по размеру меньше могут быть. Как там сделано - а Бог его знает - генерит и всё, не моё это дело. В привязке фазы генератора к фазе приёмника? Чтобы фазовый сдвиг измеряемого элемента корректно посчитать? Но это и так очевидно, что фаза сама по себе смысла не имеет, только по отношению к чему-то.
Пробовал запускать вашу программу ради интереса, только там системным фонтом всё по-русски, а у меня французское всё, так что кракозябрами показывается. И схему паять надо и питание к ней... У меня другой подход - минимальная схема и максимальная обработка для компенсации её несовершенства. Ведь эта обработка современному компу ничего не стоит и пользователю проще - паять меньше надо.

[skalinas]

По поводу дискретизации и отображения сигнала по линейному входу.
Что бы получить полную информацию о звуке в частотной полосе до 22050 Гц, необходима дискретизация с частотой НЕ МЕНЕЕ 44.1 КГц
Чем выше частота, тем качественнее оцифрован звук.
Для наглядности, чем меньше шаг, тем точнее описание сигнала.

Для измерений в статье рекомендуют ограничивать верхнюю частоту как минимум в 4-5 раз от частоты дискретизации.

asmvvv1 уважаемый сделайте изменения в ПО Измеритель иммитанса, что бы работала программа по схеме как в Zmeter с одним резистором.