"RLC-meter för en tjuga"

Planering och tankar kring eventuella framtida projekt.
Användarvisningsbild
Ronny
Inlägg: 335
Blev medlem: 2 juni 2008, 23:10:22
Ort: Göteborg

"RLC-meter för en tjuga"

Inlägg av Ronny »

Fick Elektor/Allt om Elektronik (nr. 6/2008) idag.
Har bläddrat i den och fastnade för projektet "RLC-meter för en tjuga".
RLC-metern är baserad på ljudkort i PC + programvara + enkel yttre
anpassningskrets.

Jag minns en artikel i tidningen QEX som publicerades redan i oktober 2005.
"An LMS Impedance Bridge" av George Steber.
Här är en direktlänk till den artikeln:

An LMS Impedance Bridge

Den som är intresserad av det projekt som AoE nu presenterar kan
kanske ha glädje av George Stebers artikel också...de liknar varandra
mycket...

George Steber har publicerat ytterligare ett projekt baserat på ljudkort i PC.
"I-V Curve Tracing With A PC" finns publicerat i QEX jul/aug 2006.
Här är en direktlänk till det projektet.

I-V Curve Tracing With A PC

Jag har inte själv provat att bygga något av dessa projekt.
En induktansmeter behöver jag dock. Den behöver klara mätområdet 10 nH-100 uH.
Vore roligt om det finns någon variant där man med ljudkortet som mätinstrument kan
klara av att mäta även små induktanser.
xxargs
Inlägg: 10189
Blev medlem: 23 september 2006, 14:28:27
Ort: Södertälje

Inlägg av xxargs »

Tack för tipset, blir att köpa elektor tror jag och se hur dom har löst det här gången - (mjukvara nu? - och är det öppen källkod? - hatar stängda mjukvaror då jag alltid hittar saker jag vill förbättra utan allt för mycket jobb! bättre att pilla på något som redan fungera hyffsat än att behöva göra allt från början - för då kommer man alldrig igång övh..!)

Just wheathstonebryggan som det här förmodligen också bygger på gäller för nästa all impedansmätning - från högtalarmätning mha. ett enkelt motstånd och resten datorprogram till nätverksanalysatorer för > halv miljon kronor

Det är interface och hjälprogrammen där, frekvensområdet, precisionen och kalibreingsmetoderna som bestämmer om det räcker med 20 kr och en dator med program eller om det kostar över 200 kkr - och ju mer man kan teoretiskt och praktiskt bygga labbmässigt detsto billigare kan man komma undan för samma precision...
xxargs
Inlägg: 10189
Blev medlem: 23 september 2006, 14:28:27
Ort: Södertälje

Inlägg av xxargs »

Har kikat en smula på det - programmet är skriven i java och är faktiskt i gnu-licens - programmet var däremot svårare att hitta - finns inte på alltomelektronik:s hemsida som det pekar till i tidningen, då allt verkar släpa efter ett par månader där , däremot på elektors sida även om man måste registrera sig för att få fatt på filen ifråga.

Och som jag befarade - programmet ber om att förbättras - varför bara 3 frekvenser - stoppa in valfri intervall och med valfri uppdelning för sweep - det kan tuta hela natten om det så behövs så länge man inte behöver sitta och passa förloppet - sedan bör man få in en S11 parameternedskrivning av swepets resultat omedelbart på något sätt så att detta går att importera i simulatorer som 'verklig last' när man tex. vill se en slutstegs-del arbetar mot 'sin' högtalare. - sedan borde man få dit en 'S21' också för att mäta transmissionen - antingen med manuell omkoppling, flera ljudingångar än 2 eller styrd via relä på något sätt - och när man klarat av dessa två så är inte steget långt till S22 och S12 - då kan man börja prata om full 'S-parameter' om man tex. vill mäta upp en audio-transformator och sedan föra över det till en simulator - eller högtalarfilter kopplade mot sina 'S11' som representerar sina högtalarelement, mao. simulera mot den aktuella lasten.

- inga högtalare är någon perfekt resistiv last - utan är ibland riktiga bråkmakare vilket gör att traditionell filterdimmensionering inte alltid är den optimala när 'verkliga' högtalarmodeller kommer in i spelet och terminerar filtrerna istället för '4' eller '8' Ohm perfekt resistans..

Det är det spåret jag vill komma in på då jag tror det finns en del att lära sig om metoder tagna från HF-världen applicerat på LF-världen.

Sedan måste jag titta genom om och hur kaliberingsförfarandet är, så mycket har jag inte kört programmet ännu.

Ja, det fins en del att pilla med om man vill...


---

(döp om *.jar filen till *.zip så kan man åtm. i 'total kommander' trava runt arkivet och där hitta källkoden)

Nu var det fasen flera år sedan jag gjorde något alls i java - så, ni som harvar i olika språk - vad är det för miljöer som gäller idag när det gäller java???
Användarvisningsbild
Ronny
Inlägg: 335
Blev medlem: 2 juni 2008, 23:10:22
Ort: Göteborg

Inlägg av Ronny »

Jag får registrera mig på Elektors sida och hämta programmet.
I tidningen nämns också "Metod B" och att det ska finnas information
om denna att hämta på Elektors sida. Har inte hittat någon sån info
men den kanske är synlig först när man har loggat in.

För övrigt har jag hämtat George Stebers program till hans projekt
"An LMS Impedance Bridge". Har provkört utan hårdvara för att få en
uppfattning om vilka funktioner som finns i det.
Detta program är en .exe-fil och det följer inte med några källkodsfiler.
Får bygga den enkla hårdvaran och testa vidare.

Ja, det är intressanta möjligheter som öppnar sig med PC:ns ljudkort
och programvara i kombination med enkel eller mer komplex elektronik
mellan ljudkortet och DUT:en.

De exempel du nämner borde gå att få till utan extremt mycket programmerings-
arbete tycker jag. Jag har dock inte jobbat något med java så där har jag inget att bidra med.
xxargs
Inlägg: 10189
Blev medlem: 23 september 2006, 14:28:27
Ort: Södertälje

Inlägg av xxargs »

Jag har jobbat lite i java i linuxplattform på konsol-basis - dvs hacka i filen i emacs och köra javac etc. - dock var det en del pathar mm. som måste peka rätt innan det rasslar igång och just att få en kompileringsmiljö som funkar brukta ta ett tag - och detta tar emot...

Sedan måste man köra i en speciell exekveringsmode på javakoden innan den kan skriva mot hårddisken, av säkerhetskäl.

sedan är jag lite nyfiken på vilka miljöer man koda i java numera IDE etc. - det är några år sedan sas. - vill helst ha något som är lätt att komma igång med.
Muppis
Inlägg: 275
Blev medlem: 15 februari 2007, 10:26:28
Ort: Halmstad

Inlägg av Muppis »

Eclipse och Netbeans är väl de vanligaste IDEna för java. Jag föredrar Eclipse då den är något mindre tungdriven än netbeans.
Användarvisningsbild
sm2wmv
Inlägg: 2291
Blev medlem: 6 maj 2008, 00:10:11
Ort: Burträsk
Kontakt:

Inlägg av sm2wmv »

Jag behöver ta och testa detta. Vi har en RLC-mätare på jobbet men den har för dålig nogrannhet för de låga induktanserna jag behöver.
xxargs
Inlägg: 10189
Blev medlem: 23 september 2006, 14:28:27
Ort: Södertälje

Inlägg av xxargs »

hur små värden ?

100 nH ger 0.000628 Ohm reaktans vid 1000 Hz och är inte enkelt att mäta och särskilja från spolens reella resistans på säkert några tiondels Ohm även om man mäter komplex och med hög upplösning.


Små värden kräver hög mätfrekvens och är förmodligen långt utanför ljudkortets frekvensområde...
Användarvisningsbild
sm2wmv
Inlägg: 2291
Blev medlem: 6 maj 2008, 00:10:11
Ort: Burträsk
Kontakt:

Inlägg av sm2wmv »

Jo, jag behöver kunna mäta ner till runt 10nH men då blir det ju givetvis ett problem som du säger. Detta borde väl gå att mäta med en nätverkare på något sätt?
Användarvisningsbild
Ronny
Inlägg: 335
Blev medlem: 2 juni 2008, 23:10:22
Ort: Göteborg

Inlägg av Ronny »

xxargs: Helt riktigt!
Det är av den anledningen jag inte har byggt en RLC-meter av den typ
som Elektor/AoE nu presenterar. Jag behöver mäta lägre induktanser.

Se sid. 45 i Stebers artikel "An LMS Impedance Bridge".
Med referensmotståndet Rm valt till 10 ohm blir lägsta mätbara induktans
ca. 13 uH vid mätfrekvensen 1225 Hz.
Att gå upp en faktor 10 i mätfrekvens gör inte situationen mycket bättre.

Man måste som sagt öka mätfrekvensen för att få vettiga reaktanser att arbeta med.
På nätet finns många beskrivningar över den populära
LC-metern baserad på LM311, PIC-processor och LCD-display och den
arbetar med mätfrekvenser någonstans i intervallet 500 kHz - 1 MHz.

Jag funderar på om det går att bygga en induktansmeter för små värden,
säg 10 nH-10 uH, med bra upplösning och ändå använda datorns ljudkort
som mätinstrument.
Genom att blanda ned, alternativt frekvensdela ned, högre frekvenser till
frekvenser som ljudkortet kan fånga kan detta eventuellt vara möjligt.
Har letat en hel del på nätet efter byggen baserade på denna princip men
har inte hittat något ännu.
Finns ju fina möjligheter att PLL-styra en hög mätfrekvens från ljudkortets
Line Out om mätmetoden kräver att man har detaljkännedom om
mätfrekvensen t.ex.
Den variant jag funderar på bygger på samma princip som LM311-LC-metern,
dvs. man använder en relativt hög induktans Lr i serie med den
okända induktansen Lx för att få en rimlig totalreaktans att arbeta med.
Lx fås sedan genom mätningar av de resonansfrekvenser som uppstår
då Lr ingår i resonanskretsen och därefter då Lr+Lx ingår i resonans-
kretsen.
xxargs
Inlägg: 10189
Blev medlem: 23 september 2006, 14:28:27
Ort: Södertälje

Inlägg av xxargs »

sm2wmv skrev:Jo, jag behöver kunna mäta ner till runt 10nH men då blir det ju givetvis ett problem som du säger. Detta borde väl gå att mäta med en nätverkare på något sätt?
Har du en nätverkare så kan du ganska lätt mäta upp värdena - I läge 'smitchart' på en hp8753 så har jag för mig att man kan få värdena direkt i pF/nH etc. (har semester och kan inte kolla) eller åtm. R+jX och därifrån med kännedom av frekvens enkelt kan räkna ut värdet - men även här måste man kalibrera nogrant och välja en frekvensområde så att mäting görs i närheten av 50 Ohm reaktans (upp eller nedkanten på smithchart-cirkeln) för största nogranhet.

men inte ens nätverkare kan ge exakta värden på under några få % utan då är det brygg eller resonanmätningar som gäller om man skall para induktanser/kondingar.

mätteknik kan vara väldigt knepigt....

Om man ändå mixtrar med detta med kalibrering och allt på en VNA så bör man passa på att ta S-parametrarna på induktansen ifråga över stor frekvensområde, så får man med alla olater induktanse ifråga brukar uppvisa vid högre frekvenser.

kräver försåss att det görs en noggran mätjigg (microstrip/stripline oftast på kretskort) med kontrollerad impedans (50 Ohm) på allt utom just där man kopplar in - ja även kunna kortsluta och lämna öppet samt 50 Ohm referens - för kalibreringsprocessen med inkluderande mätjigg...

S-parametrar kan man använda som 'komponent' (dock ej DC om man inte handpatchar i S-parameterfilen) i många modernare Spice-simulatorer.

Just sådana S-parametrar kan man hämta från tex. Coilcrafts hemsidor om man vill studera hur en sådan ser ut, och faktum är att deras Spice-modeller för samma komponent är modulerad och kurvanpassad från just S-parameter mätningarna med så få komponenter som möjligt.
xxargs
Inlägg: 10189
Blev medlem: 23 september 2006, 14:28:27
Ort: Södertälje

Inlägg av xxargs »

Ronny:

Gärna någon referen till den populära LCR-metern med PIC så man vet vad som gäller där.

Att blanda upp signalen och sedan blanda ned igen är inget ovanlig 'trix' så gör man fortfarande på VNA för radarfrekvenser >= 28 GHz.

kruxet är just att behålla fasförhållandena och nivåerna kända hela vägen över alla konverteringar...

att låta ljudkortet mata en referens till PLL kan vara en ide, men dessa har i regel begränsad greppområde och kräver omkopplingar för större frekvensområde - hur gör man det - telegraferar till kortet ;-)

(vi pratar nu om att inte ha någon digital styrning mha USB/serie/parallell-port, de två sistnämda är dessutom allt knepigare att handha i moderna OS som MS-Vista)

---

Det fins några VNA-byggen baserat på Analog Devices AD8302 och typ direkt sekvensgeneratorer för RF - men då blir det hela snabbt mer komplicerat och mjukvaruintensivt, särskillt då det ofta brukar vara slutna mjukvaror till dessa och man måste 'köpa läget'
Användarvisningsbild
Ronny
Inlägg: 335
Blev medlem: 2 juni 2008, 23:10:22
Ort: Göteborg

Inlägg av Ronny »

Här är några länkar till LC-metrar baserade på analoginterface med LM311
tillsammans med PIC-processor och LCD-modul.

Very Accurate LC Meter based on PIC16F84A

A Surprisingly Accurate Digital LC Meter

L/C Meter IIB
L/C Meter IIB Accuracy Analysis
Användarvisningsbild
sm2wmv
Inlägg: 2291
Blev medlem: 6 maj 2008, 00:10:11
Ort: Burträsk
Kontakt:

Inlägg av sm2wmv »

Jag var lat och beställde just en LC-mätare (http://electronics-diy.com/lc_meter.php)...har tilräckligt med projekt ändå.
Användarvisningsbild
PHermansson
EF Sponsor
Inlägg: 4340
Blev medlem: 22 december 2004, 00:46:38
Ort: Särestad Grästorp
Kontakt:

Inlägg av PHermansson »

Intressant! Ännu ett projekt som hamnar på Att Göra-listan.
Här finns en beskrivning till, inklusive över 20(!) länkar till liknande projekt:
http://py2wm.qsl.br/LC_meter/LC_meter-e.html
Skriv svar