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, должно действовать.

[Борисыч44]

на 10 сек хорошо заметно



В лог шкале

[DVK_]

Ну вот, Вы получили относительную АФЧХ входных каналов. Теперь бы её куда-нибудь сохранить и использовать в качестве калибровочной кривой при измерениях.

[Борисыч44]

К сожалению она меняется в соответствии начальной фазой, видимо для более правильного (статистически) усреднения надо "дергать" Zmeter, на НЧ сильно заметно, в основном Re

[Openreel]

и теперь должно правильно (но мелко) отображаться при больших dpi.

Получилось. Буду пробовать.

---------- Добавлено в 14:00 ---------- Предыдущее сообщение в 13:54 ----------

Поэтому накидал схемку, которую имеет смысл собирать -

Эта схема проверена? Непонятно, как питать ad8531. У нее максимально допустимое питание 7в, а на схеме двухполярка +-4.5.

[Борисыч44]

Надо вместо АД прицепить выход который дальше к #1 добавлен, немного поторопился, подправлю.

[DVK_]

Ну, это сильно заметно в 4-5 значащей цифре... Почти на уровне шума. Может просто на 30 сек поставить?

[Борисыч44]

Что то я подзаплюхался нарисовал резистор 10 Ом - какой то он кривой. Не соображу как калибровку прикрутить - она ведь должна вычитываться синхронно из обоих файлов, а если полосу сузили?(по If проскочит инструкцию, а надо вернуться?) если включить "модуль", то его ЧХ то же меняется от полосы, получится ли компенсация??? вопросы плодятся как тараканы

10Ом

калибровочный

на НЧ загиб в разные стороны ???

[DVK_]

Что то я подзаплюхался нарисовал резистор 10 Ом - какой то он кривой.

Кривой, потому что Вы опять смешали Re и Im в одном графике. Нельзя писать
Re+Im, можно только Re+i*Im. Но Гнуплот, скорее всего, с комплексными числами работать не может и этого i не поймёт, поэтому Re и Im нужно расписывать отдельно.
($5$2-$4$3)/($2$2+$3$3) надо убрать, ведь у Вас же график активного сопротивления. Кстати, и загиб на НЧ будет в ту же сторону.
Для реактивного будет отдельный график
Im= 19.65*($5$2-$4$3)/($2$2+$3$3). Только он будет не совсем правильный потому, что калибровка для мнимой части сильно загнута и получившаяся Im у Вас пойдёт вниз, что соответсвует ёмкости, которой в реальности нет. Из-за подобных загибов на некоторых картах мой старый LC метр и показывал иногда ёмкость вместо индуктивности и наоборот, ведь в нём же не было относительной АФЧХ калибровки входа.

Не соображу как калибровку прикрутить - она ведь должна вычитываться синхронно из обоих файлов, а если полосу сузили?

Во-во, я в том числе и поэтому делал полиномы - они выдают результат от частоты (типа функция задана аналитически) не считаясь с длиной данных если функция задана таблично. Именно поэтому в том числе я и не могу по-быстрому безполиномную калибровку сделать. Может, пока начать с полной полосы, чтобы меньше проблем было?
С Гнуплотом, наверно, не получится - ведь это же только графопостроитель, хоть и с некоторыми элементами математики. Он может, например сохранить данные в файл? Это к тому, чтобы посчитать калибровочную кривую, сохранить её, а потом считывать и умножать на данные измерений. Кстати, может ли Гнуплот загрузить 2 файла и отобразить результат математических действий между ними? Может Вам Маткад поставить? Он Re+i*Im понимает и может производить действия с комплексными числами.

вопросы плодятся как тараканы

Ага, у меня тоже такое было, когда я программу писал.

[Борисыч44]

Offтопик:
Уфф гости уехали, можно отдохнуть

Нельзя писать
Re+Im, можно только Re+i*Im

да я пытался писать "i", но гну понимает её как переменную (что в общем то логично ) и корень из -1, то же не канал - в итоге просто вытер всю "мнимость" - хоть что то нарисовалось

Во! нашел в Гну -

Комплексные константы могут быть представлены в виде пары значений {<real>,<imag>}, где <real> и <imag> должны быть численными константами. Например, {3,2} представляет число 3 + 2i, а {0,1} представляет i. Фигурные скобки здесь являются обязательной частью синтаксиса.

abs

Функция abs возвращает абсолютное значение аргумента. Возвращаемое значение имеет тот-же тип, что и аргумент.

Для комплексных аргументов abs(x) определяется как длина x в комплексной плоскости ( т.е. sqrt{real(x)2 + imag(x)2 ).

arg

Функция arg возвращает аргумент комплексного числа. Значение возвращается в радианах.

imag

Функция imag возвращает мнимую часть комплексного числа в виде действительного числа.

Есть еще какие то "наибольшее/минимальное целое, неполную бета-функцию" - еще бы знать чАво это

Может, пока начать с полной полосы, чтобы меньше проблем было?

Если будем рисовать значения реактивность/частота, то можно и не заужать - просто часть графика будет зашумлена и информативная часть будет представлена в мелком масштабе. надо попробовать будет ли правильно рисоваться график, если ему ограничить диапазон по частоте??

Гнуплотом, наверно, не получится - ведь это же только графопостроитель, хоть и с некоторыми элементами математики. Он может, например сохранить данные в файл? Это к тому, чтобы посчитать калибровочную кривую, сохранить её, а потом считывать и умножать на данные измерений. Кстати, может ли Гнуплот загрузить 2 файла и отобразить результат математических действий между ними?

В файл он может сохранят, у меня даже пару раз получилось, но он зараза помнит "историю" и если когда то, что то сделал не так, потом он ругается по любому поводу и перестает рисовать (В последний раз он открыл файл и всё ??? ), есть у него "пакетная обработка файлов", но пока не пробовал? там какие то надуманные ограничения на число данных, что оператор должен стоять последним в строке ??? и пр.

[piter200]

Все таки хочу разобраться. Все по инструкции. Калибровка - добиваюсь качество - 82-84. Жму далее - на экране две пересекающиеся линии. Жму сохранить, пытаюсь мерить емкость - выдает хаотичные значения индуктивности. Может появится толковая инструкция к проге?

[Борисыч44]

Калибровка - добиваюсь качество - 82-84. Жму далее - на экране две пересекающиеся линии. Жму сохранить,

Сохранять калибровку не надо - она автоматом вступает в силу.

пытаюсь мерить емкость - выдает хаотичные значения индуктивности.

На больших электролитах и полной полосе вполне может появляться индуктивность, что бы получить реальные значения необходимо, что бы "чистые" кривые были вписаны в зашумленные, добиться этого можно изменяя полосу измерения (большие электролиты чаще работают до 1кГц - там и измеряйте), на первых страницах темы посмотрите скрины - там видно в каком диапазоне частот, на каких опорниках и какие номиналы смотреть (в моем случае опорник 19Ом - это пассивный вариант коробочки, с одним резистором)

[piter200]

Меряю неполяр 5.4 мкф (по умолчанию),индуктивность 0.52 Мгн, но главный вопрос- почему значения все время прыгают с абсолютно разными значениями? Пробовал на том же компе с той же "коробочкой" буржуйскую подобную прогу, она выдавала всякую хрень, но зато стабильно одни и те же результаты (разница в четвертом знаке) , а здесь вообще никакой закономерности в результатах. Допустим, результат не верный, но почему результат не стабильный? От чего зависит?

[Борисыч44]

piter200,

Попробую вместо автора высказать версию - Zmeter измеряет в полосе частот, алгоритм построен на накоплении данных, для стабильного результата просто необходимо, что бы каждый последующий цикл измерений проходил с той же фазой, что и предыдущий (кстати, у вас не загорается сатурейшен?). Другие проги измеряют на одной частоте, поэтому и стабильная ерунда (у меня то же какая то всёизмеряка показывала полную лажу, даже не калибровалась, но стабильно ).

---------- Добавлено в 23:46 ---------- Предыдущее сообщение в 23:44 ----------

Меряю неполяр 5.4 мкф (по умолчанию)

А резисторы то измеряются?

[piter200]

Корректно не меряется ничего.А сколько нужно ждать калибровки и результата? Завершается процесс калибровки как на картинке, у автора в мануале полосы паралельные, но я не могу этого добиться.

[Борисыч44]

А сколько нужно ждать калибровки и результата?

При Асс=0.3 в течении секунды все устаканится - обычно 2-3 цикла

Завершается процесс калибровки как на картинке, у автора в мануале полосы паралельные

на картинке вполне корректная калибровка, каждый цикл полиномы будут меняться (за счет шума) и картинка буде немного прыгать - можно её "остановить" - правой кнопкой мыши подергайте за график. Проверьте разъемы - с ними чаще всего проблемы.

Возможно надо нажать "swap L/R" на странице "сетап"

[DVK_]

piter200,
Калибровка хорошая, Борисыч44 правильно говорит,
попробуйте swap L/R выбрать, в некоторых картах бывает, что левый и правые входные каналы перепутаны.
А насчёт прыгающих значений - попробуйте ограничить диапазон, чтобы одни низкие частоты остались. Дело в том, что на высоких частотах у конденсатора импеданс может быть слишком мал по сравнению с опорным резистором (кстати, сколько он у Вас?), в результате Z вычисляется фактически из шумов, а зашумлённая Z - это зашумлённая C, которая у меня усредняется по всему диапазону измерений. И если в этом диапазоне шум преобладает, то результат соответствующий. У меня сейчас не сделана оценка амплитуды гармоник на предмет стоит ли её включать в это среднее или нет (как это было в LC-метре), поэтому пользователь должен сам выбирать диапазон измерений.

[Борисыч44]

Продолжим наши игры

Нарисовал Re и Im на КЗ



Из за разного по каналам Кп Re получился отрицательным - его скомпенсировал поправкой (+0.273 Ома) загиб на ВЧ это разность АЧХ, на НЧ кривая немного шевелится, записать в файл частоту и поправку получилось, но только Re (Гну не хочет писать в файл в режиме "мультиплот" - когда на графике больше 1ой кривой )

Заметил, что на холодном компе сопротивление на 17-20мОм больше, по мере прогрева встает в "0" (это уже видим ТКС резисторов в ЗК/АЦП - и это на пассивной варианте!)

Страшная Im просится в файл, пока попробовал выразить её в Lпар - выше 2кГц вполне возможно - практически прямая линия,

что делать с НЧ??? - осталось попробовать, в активном варианте, фазу скорректировать, на НЧ.


Хотел проверить измерение индуктивности

похоже опять прокололся?? с сопротивлением

На емкости то же изменение С на порядок должно быть ниже (меньше 80пФ), но Re стабильно???

Надо какую то поправку ещё и на С прикрутить

[DVK_]

Продолжим наши игры

Компенсировать надо не добавлением, а умножением - ведь амплитуда одного канала отличается от другого не на фиксированую величину, а на несколько единиц или десятков процентов.
Вообще, правильно считать Z=Rоп*((UR*UL_cal)/(UL*UR_cal)-1).
Где все U комплексные и умножать/делить их нужно по правилам комплексных чисел. Т.е. по-хорошему, нужно считывать 2 файла - один калибровочный, а другой - с измерениями. Это в простом случае. Если Вы будете ещё делать калибровку на входную ёмкость, то Rоп будет тоже комплексное. И чтобы его вычислить, нужно будет считывать 2-й калибровочный файл - типа "калибровка большим известным резистором при большом опорнике". Если Вы захотите добавить ещё индуктивность проводов при малом опорнике - добавится ещё 3-й калибровочный файл...
Итого Да, ещё забыл, калибровку на проникновение сигнала между каналами - 4-й калибровочный файл. Каждый калибровочный файл даст свой вклад в Rоп (или в какой другой коэффициент - сейчас сходу не соображу). И всё это комплексные числа в которых легко запутаться, если расписывать их покомпонентно в вещественные и мнимые части. По-отдельности Re и Im не делаются (вернее, делаются только сложение и вычитание которых тут почти нет), поэтому упростить ничего нельзя. Лучше всего это делать в какой-нибудь программе, которая может загружать и сохранять кучи файлов и работать с комплексными числами. Гнуплот, как Вы, говорите, может, но у него проблемма с читаемостью/записываемостью множества файлов... Если бы Вы смогли установить Маткад, например, было бы гораздо проще и меньше возможности ошибится, так как там всё наглядно видно, что происходит.

[Борисыч44]

Компенсировать надо не добавлением, а умножением - ведь амплитуда одного канала отличается от другого не на фиксированую величину, а на несколько единиц или десятков процентов.

Да это понятно, но боюсь запутаться с этими доп умножениями , и так вон какие то не совсем понятные кривулины появляются

Гнуплот, как Вы, говорите, может, но у него проблемма с читаемостью/записываемостью множества файлов... Если бы Вы смогли установить Маткад, например,

Гну для нашей задачи слабоват, быстро красивые картинки ещё может нарисовать, но кучу данных перелопатить Не знаю хватит меня ещё и на Маткод или нет