Измеритель RLC-2

Повозился еще немного с прибором. Боролся с тем, что показания устанавливались довольно долго, о чем высказывался чуть раньше.
Если раньше уходило до 10 секунд на то, чтобы показания установились, то сейчас все происходит практически мгновенно. Т.е., например подключаю резистор 10 кОм, вижу перебор диапазонов 7-6-5-4, на индикатор прибор вываливает 10,021 и все, показания стоЯт как вкопанные.
Добился этого удалением почти всех переходных конденсаторов, которые стоЯт по цепи усиления напряжения и тока. При этом отобрал ОУ с минимальным напряжением смещения для полного счастья.

Слово "почти" не проходит в нашем деле, перечислите. А еще, какие типы конденсаторов стояли?

Знаете, что напряжение смещения операционных усилителей плывет от температуры? А если смещение имеется в первом каскаде, то с учетом коэффициентов усиления смещение выхода последнего каскада может оказаться значительным, и все это будет гулять от температуры.

Участник форума s Vadim тоже удалил некоторые конденсаторы, но только некоторые входные, а не переходные между каскадами, почитайте, они там перечислены:
http://pro-radio.ru/measure/6873-309/2011/01/02/18-44-59/

АК: "почти" не проходит в нашем деле, перечислите. А еще, какие типы конденсаторов стояли?

Если ориентироваться по схеме RLC-2_G765_v2.11, то на сей момент удалил С7, С17, С18, С66, С67 и С36.
Конденсаторы стояли пленочные, что-то вроде К73-...

АК: Знаете, что напряжение смещения операционных усилителей плывет от температуры? А если смещение имеется в первом каскаде, то с учетом коэффициентов усиления смещение выхода последнего каскада может оказаться значительным, и все это будет гулять от температуры.

Знаю. Более того, даже если балансировать ОУ внешними элементами, то при смене Ку балансировка тоже слегка будет нарушаться.
Некоторое смещение вполне допустимо и не скажется на работе прибора. А так как эксплуатируем прибор при комнатной температуре, то не так уж все и плохо.
Сейчас у меня получилось, что при переборе всех возможных комбинаций Ку ОУ смещение на выходе DA8.2 конечно есть и меняется с изменением Ку. Но, его величина не превышает пары сотен милливольт. С29 оставил. ФД довольно быстро приходит в себя. При смене ОУ, конечно, все собьется. О повторяемости конструкции тут говорить уже не приходится. Это не есть хорошо. Короче, тут есть над чем еще подумать. Черт, опять думать надо...
Электроника вообще состоит из сплошных компромиссов. В схему напрашиваются идеальные ОУ, которых, естественно, нет. И, так как нет предела совершенству, надо вовремя где-то остановиться...
Больше всего смещение набегает в каскаде преобразователя ток-напряжение, при смене резисторов в обратной связи. Также, каскады на DA8.1 и DA8.2 вносят большую лепту, особенно при КУ=100. Подумываю о введении балансировки ОУ DA1...
s Vadim много мудрил с аналоговой частью, со многими его выводами согласен. Перечитаю еще разок все по этой теме.

agn: А так как эксплуатируем прибор при комнатной температуре, то не так уж все и плохо.

Летом не удается удержать комнатную температуру, у меня обычно может подниматься до +26, +27, +28, зимой +19...+21. Так что термостабильность измерительного прибора, это очень важно.

agn: Если ориентироваться по схеме RLC-2_G765_v2.11, то на сей момент удалил С7, С17, С18, С66, С67 и С36.

Я б С66, С67 и С36 вернул на место, или хотя бы C36.

АК: термостабильность измерительного прибора, это очень важно

Согласен, важно.

АК: Я б С66, С67 и С36 вернул на место, или хотя бы C36

Уже вернул. И именно их. Теперь пытаюсь сравнить, что лучше, с ними, или без оных.
Емкости стараюсь ставить по минимуму. Резисторы, что на входах ОУ после этих конденсаторов тоже кое-где уменьшил. Добавил резисторы на "землю" с 12 и 13 ног DA7 (на мой взгляд, очень полезно это сделать). Критерий при выборе емкости и нагрузочного сопротивления, чтобы сигнал 100 Гц заметно не заваливался. В итоге, показания устанавливаются заметно быстрее, чем до всех переделок. Но, чуть медленнее, чем совсем без этих конденсаторов. Теперь пара секунд. Зато, с конденсаторами можно, наверное, забыть про температурную нестабильность. Думаю, при этой схемотехнике это самый оптимльный вариант.
Надо еще С29 подобрать.
ЗЫ Балансировка ОУ DA1 лишняя.

agn: Резисторы, что на входах ОУ после этих конденсаторов тоже кое-где уменьшил.

Я тоже думаю, что они несколько завышены.
По крайней мере при сопротивлении резисторов 51КОм разница между напряжениями частот 100Гц и 10КГц порядка 5мВ, что сравнимо с напряжением смещения применённых ОУ.
Если поставить реисторы на 100КОм, то разница уменьшается до 1мВ и погрешность будет больше зависить от напряжения смещения ОУ.

При этом постоянная времени всех диф цепочек уменьшится и время устаканивания показаний тоже.

Ну и кардинально уменьшить напряжение смещения можно методом его стабилизации. Одним интегратором врядли обойдётся, но даже если его поставить во все "проблемные" места (каналы напряжения, тока и усилителя), то потребуется всего 3 дополнительных ОУ. Например, ОР07.
После этого все разделительные конденсаторы можно будет убрать. Кроме входных, конечно. Да и то, только для режима измерения с постоянным смещением. Но и это можно решить, поставив ключ 4053, переключающий входы каналов напряжения и тока с открытого в закрытый и завязаный на переключатель "Ubias".

Здравствуйте форумчане. Подскажите в чем может быть дело - прибор собран работает, показывает, показания правильные и стабильные но при сравнении показаний с Е7-22, у Е7 - показания сопротивления емкости плавают и отличаються от показаний RLC-2. Частота измерения 1 кГц емкость по показаниям близка (разница в одну - 2 единицы). Версия прошивки пока что 1.0 пока не изготовил калибровочные резисторы на плате.

atlantix.xp: Здравствуйте форумчане. Подскажите в чем может быть дело - прибор собран работает, показывает, показания правильные и стабильные

По чём определили, что показания правильные, с чем сравнивали?

atlantix.xp: но при сравнении показаний с Е7-22, у Е7 - показания сопротивления емкости плавают и отличаються от показаний RLC-2.

Так это в Е7-22 показания плавают, так при чем тут RLC-2? А еще Вы пишете «показания сопротивления емкости плавают», не понятно, что измеряете в данном случае, не понятно, что плавает, сопротивление, емкость, или то и другое. Может это Rs плавает при измерении конденсаторов? В таком случае пишите, каких конденсаторов, тип, емкость.

atlantix.xp: (разница в одну - 2 единицы).

Одни и те же единицы младшего разряда в разных случаях могут дать разный процент отклонения. Например, возьмем резистор 9,999 кОм - это точное значение. Прибор показал 9,997, как видим отклонение 2 единицы младшего разряда, что в процентах составляет 0,02%. А теперь возьмем резистор 1,200 кОм точное значение, допустим, прибор тоже показал меньше на две единицы младшего разряда, 1,198 кОм, при этом отклонение в процентах составляет 0,16 %.

АК: По чём определили, что показания правильные, с чем сравнивали?

скажем так это была общая оценка работоспособности это раз, потом у той или иной емкости есть номинал собственно с которым сравнивались показания, ну и потом единственный "эталон" это е7-22. В данном случае порядок и цифры были "близкими".

АК: Так это в Е7-22 показания плавают, так при чем тут RLC-2?

RLC-2 как раз при том что у него стабильные! показания были, у 22 го плавали что меня собственно и удивило.

АК: А еще Вы пишете «показания сопротивления емкости плавают», не понятно, что измеряете в данном случае, не понятно, что плавает, сопротивление, емкость, или то и другое.

При измерении емкости - у неё есть сопротивление переменному току, что собственно и показывает верхняя строка, вот в 22-м они и плавали, что меня собственно и удивило. А у RLC-2 эти показания стоят стабильно!

АК: Одни и те же единицы младшего разряда в разных случаях могут дать разный процент отклонения.

Это я очень хорошо понимаю, в данном случае я понял что нужно ставить прошивку 1,3а и уже калибровать по точным номиналам.
А еще я УЖЕ понял что Е7-22 это не совсем тот "эталон" который можно считать очень точным, плавающих показаний я от него не ожидал и это нехорошо. К сожалению доступа к Е7-8 давно нет.
Подскажите еще такой момент, могут ли пульсации влиять на показания прибора при разомкнутых контактах? Иногда показания емкости что там есть скажем так остаточные 0,0000ХХХ pF немного меняються и иногда выскакивают в отрицательную область значений, я предположил что это из за пульсаций и недостаточного экранирования, но экран уже готов теперь думаю намотать индуктивности в цепь питания.

Дело в том ESR (тот же Rs) конденсаторов зависит от температуры, Вы могли теплом рук нагреть конденсатор, по этому видели, что показания плывут. Пока прибор окончательно не настроен, сравнивайте измерения только резисторов. Конденсаторы нельзя использовать в качестве эталонов.

На счет показаний 0,0000ХХХ pF. Да, недостаточное экранирование может сказываться на стабильность показаний, особенно на 7-м диапазоне. А еще в первой версии прошивки весь результат расчета выводится на индикатор, и ничто не отсекается. В последующих прошивках, не помню, начиная с какой, вот те последние скачущие разряды отсекаются, и результат выглядит более привлекательным.

Используйте прецизионные резисторы для проверки точности измерений. У каждого такого резистора есть допустимое отклонение (обозначено на резисторе), результат измерения должен укладываться в пределы отклонения сопротивления резистора. Если прибор будет правильно мерить резисторы, вынуждены будете верить и измерениям емкости конденсаторов, потому что принцип измерения в приборе один и тот же, что для сопротивления, что для емкости, что для индуктивности.