Impedans-mot-frekvens-graf-apparat.

[David_A]

Tjena.

Låt mig börja med att säga att allt jag vet om elektronik har jag lärt mig via webben på Engelska så det finns mycket jag inte vet vad det heter på Svenska så var beredda på en del Svengelska(Svenska/Engelska).

Jag har en Matlab student licens och jag vill bygga en apparat som med hjälp av en XMEGA mcu kommunicerar med Matlab via USB(Alla ATXmega chip vars namn slutar med U innehar USB kapacitet).

Jag har fått höra att jag med hjälp av 2st RF detektorer kan utföra LCR(Z) mätningar precis som en LCR meter, jag fattar inte exakt hur och hoppas att någon här kan upplysa mig eller har resurser att dela med sig av så jag kan lära mig. Jag vet att en detektor skall övervaka "Excitation signal source" vilket i mitt fall är tänkt att vara en AD9954 14-bit output DAC DDS chip, det är en komplett DDS lösning med inbyggda funktioner för att utföra frekvens "sweeps" och tack vare att LCR mätningarna sker med hjälp av RF detektorer så bör jag kunna utnyttja hela DDS chipets möjliga ut frekvens vilket är omkring 160MHz och jag antar så lågt som 50Hz(ser ingen mening med lägre än så).
Och den andra detektorn skall läsa av signalen vid DUT(Device Under Test).
Även om XMEGA innehåller 12-bits ADC(s) så tänker jag använda en 18-bit ADC tänkt att resultera i 16-bit ENOB(Effective Number Of Bits) upp till och med 1MHz(kan ej veta vad som sker över denna frekvens).

Så Matlab skall ta emot batchar utav 16-bit värden och sedan visa upp hela frekvens svepningar och resulterande impedans(Eller ESR, eller Q eller induktans eller etc etc) för med att döma utav vad jag har hört så skall jag kunna räkna ut mer eller mindre vilken parameter som helst när jag väl har rätt mätdata...?

Är det någon här som har några åsikter om denna iden och/eller har något att säga om kalkylerna som behövs göras för att få fram Z?

Tanken är också att bygga in en alternativ variabel DC spänning för att undersöka Keramik kondensatorers spännings... "voltage dependencies" dvs hur mycket lägre blir dess kapacitans om den utsätts för ex 5V(alla MLCC ceramic capacitors kapacitans är beroende utav dess DC spänning. Likaså vill jag ven kunna utsätta spolar för samma DC bias utav liknande skäl).

MVH


Edit: felslag i rubrik för att förbättra sökbarheten i forumet - hcb

[hcb]

Det låter som om du vill bygga en nätverksanalysator. Ta en titt på följande sidor:
http://n2pk.com/VNA/VNAarch.html
https://www.febo.com/pipermail/time-nut ... 85083.html
http://comments.gmane.org/gmane.comp.time.nuts/38296

Titta också på dokumentationen till D8SAQ VNWA. Den fungerar på ett litet annorlunda sätt än traditionella VNAer.

[limpan4all]

Behöver man krångla så mycket egentligen?
Det behövs väl bara en D/A omvandlare med typ 20 bitar och +-20V utspänning samt en A/D med 20 bitar och samma område och två serie samt paralellmotstånd samt en CPU som kan räkna.
Lägg 0V ut vänta tills A/D´n mäter 0V.
Sätt ut ett värde typ 0,1V mät tiden det tar att ta sig dit, räkna ut kapacitansen.
Gör så för alla spänningar till MLCC maxspänningen är uppnådd.
Gör samma sak för urladdning.
Gör om allt men polvänt.
Egentligen så borde man kunna nöja sig med hela stegsprånget till MLCC´ns maxspänning och med snabb sampling och bara titta på kurvans avvikelse från den nominella/teoretiska.

[mankan]

Jag håller på och bygger en PHSNA (Poor Hams Scalar Network Analyzer), täcker 0-{3,6}0MHz. Använder Arduino, AD985{0,1} samt AD8307.
LC-mätare byggde jag mha av resonanskrets, typ liknande AADE. Dvs inget R och ingen fasinfo.

[David_A]

Ursäkta min långa frånvaro, min förmåga att koncentrera mig och ens skriva enklare inlägg är beroende utav ADD medicin vilken har varit allt annat än stabil det senaste.

Jag skall läsa igenom era svar igen och föröka greppa mer om er "kritik", skulle inte kalla det kritik men jag hittar inget bättre ord.

Det måste nog sägas att mina projekt sällan utformas utav funktion enbart utan lärande är alltid en stor del utav det, det som någon såg som krångligt kan nog vara till stor del idéer som jag har satt mig in på för att genom att utföra och avklara en aspekt av designen så kommer jag ha behövt lära mig saker som jag vill lära mig.

Jag påbörjade detta projektet när jag hittade en kontakt på internet någonstans i Europa som hade designat en liknande LCR meter och han var villig att coacha mig igenom projektet men jag har haft svårt att få kontakt med honom på senare tid. Jag tror dock bara att för tillfället är han för upptagen med sitt jobb.

Men han introducerade mig inför en teknik där jag kan använda en långsam ADC for att(med rätt tajming) sampla topparna utav vågformen över DUTen(Device Under Test:en) Detta med RF detektorer är en andra revision av det projektet men jag har tänkt att slutföra båda två men jag tror jag lägger detektorerna på hyllan så länge för jag måste först lära mig hur man omvandlar ADC mätvärdena till fas och impedans.
Men dem båda varianterna är i grunden lika dana bortsett ifrån ADC/detektor delen så när en är klar är det mesta på den andra också klar.

Så numera är jag inriktad på en vanlig digital LCR meter som skall mäta impedans mellan ~50Hz - 1MHz och ha en alternativ och justerbar DC bias spänning.

Just nu skall jag försöka få klart designen för PC interface delen plus batteri kretsarna.

Jag har en AD krets ADuM4160 för att isolera USB bussen, sen måste jag fixa en isolerad DC-DC omvandlare för att föra med sig 5V @ 500mA över isolationsbarriären för att ladda ett 3,7V Li-Ion batteri som i sin tur driver kretsar för att generera +-5V, som sedan blir till 3,3V och 1,8V.

Jag har precis fått hem en AD9954 IC som jag skall utveckla kod för, Jag har en Atmel ICE och Xplained XMEGA A1 för att utveckla programvaran men jag har börjat tro att jag kanske borde återvända till Arduino Due fast det gör USB delen svårare.

Jag har spenderat tiden sedan jag först skrev denna tråd till att lära mig programmera ATXmega vilket är en väldigt tuff liten kontroller. Som en dopad ATmega... Nej men den innehåller ju saker som DMA(Direct Memory Access) och det nya Event System vilket är ett internt system för att kommunicera mellan olika peripherals. Ungefär som Interrupts men dem har alltid en förutsägbar "latency" och detta system används till exempel för att länka two 16-bit timer/counters till att bli en 32-bit timer, eller för att iscensätta Quaderature encoder decoding med hjälp av inbyggda funktioner i Event systemet.

Efter att ha skrivit detta kom jag ihåg att min design bygger på XMEGAs möjligheter så jag får stanna med den, jag har riktat in mig på AU serien.

Jag skall göra det till en poäng för mig att inte vara så frånvarande här i framtiden.

Mvh

[David_A]

hcb, Jag skall kolla närmare på dina länkar.
Jag är medveten om att det är mycket inom detta område jag inte vet någonting om alls.
Dem ser intressanta ut dock.

[David_A]

Det låter som om du vill bygga en nätverksanalysator. Ta en titt på följande sidor:
http://n2pk.com/VNA/VNAarch.html
https://www.febo.com/pipermail/time-nut ... 85083.html
http://comments.gmane.org/gmane.comp.time.nuts/38296

Titta också på dokumentationen till D8SAQ VNWA. Den fungerar på ett litet annorlunda sätt än traditionella VNAer.

Oj, det var då inga dåliga länkar.
Jag har nu ställt mina andra idéer uttryckta i denna tråd på hyllan för att eftersträva en variant utav en "HF Vector Network Analyzer".

Jag har bara börjat granska N2PK VNA men jag vill ställa frågan om huruvida detta instrument skulle kunna adapteras till att integrera en micro-controller för att sedan utföra min ide om en Matlab baserad Z vs Frekvens analys?

Mvh