Дизайн народного RLC-метра (RLC-3)

Да, забыл, что AD620 запитывается от двух источников. Тогда надо применять INA337, он питается от одного источника.

Никто не пугается двух питаний, они просто не нужны, как класс. С ЦАПа идёт сигнал 0-4095 мВ, инструментальный усилитель работает от разности и выдает 0-5В, АЦП питается от 5 В, так что не вижу какой-либо мало-мальской нужды во втором питании.

Что касается мало бит или нет. По теории с 19-ю битами можно легко измерять от 0.002 Ом до 500 МОм, а мы заявляем диапазон 0.01 Ом-100 МОм, так что небольшой запас на шумы есть.

Вот кто бы мне объяснил, как в RLC-2 измеряется 100 МОм, если входы ОУ DA4, DA5 зашунтированы сопротивлением 1 МОм?

rx3apf: ...переключаемый токовый шунт, в том виде, как он сделан в RLC-2 - исключительно красиво и просто. Просто в том числе и в настройке - ведь, если подумать, вовсе не требуется высокая точность шунтовых резисторов, гораздо важнее их стабильность. На этапе калибровки, подключив один прецизионный резистор 1000 Ом, вполне можно откалибровать все диапазоны

Хотел было согласиться с вами, но посмотрел повнимательнее на этот шунт, ток на шунте измеряется НЕПРАВИЛЬНО. Опять не учитывается утечка тока через неподключенные сопротивления. Вот смотрите, выбрали ток через 100 кОм, через малое сопротивление ключа эти 100 кОм подключены к цепи обратной связи. Измеряется напряжение на 100 кОм пропорциональное току. А в это время, через сопротивление закрытого ключа (примем сопротивление закрытого ключа в 1 МОм) и 10 кОм шурует 10% тока, который никак не учитывается в измерении, то же самое и с другими закрытыми 100 Ом и 1 кОм, т.е. ещё дополнительно плюс 20% неучтенного тока, никуда не годится. О какой точности может идти речь?

Кстати, исправить достаточно легко, просто надо конденсатор С17 подключить не к к выводу Y мультиплексера DA2, а к выводу X. Тогда будет измеряться общий ток в каждом состоянии мультиплексера, но вопрос остаётся открытым, как учесть разброс ключей и R6-R9 от времени, тока и температуры? Ну, тут надо самого GO спрашивать.

Никто не пугается двух питаний, они просто не нужны, как класс. С ЦАПа идёт сигнал 0-4095 мВ, инструментальный усилитель работает от разности и выдает 0-5В, АЦП питается от 5 В, так что не вижу какой-либо мало-мальской нужды во втором питании.
Но если вход отвязан от генератора по постоянке (иначе как подавать смещение ?), то относительно "земли" у нас есть минус, который усилители, не имеющие отрицательного питания, просто "не возьмут". Но они и "0" не возьмут, поскольку даже у RTR-усилителя такое невозможно (а у AD620 размах ощутимо меньше питания). Даже поднятие Vref у усилителя не решает проблему отрицательного напряжения на входе. Пока я исхожу из схемы фронтенда, аналогичной примененной в RLC-2... Не думаю, что работа на однополярном напряжении хороший вариант. А если опорный резистор "снизу", как в RLC-2, то на нем при измерении конденсаторов все равно переменное относительно земли...

Что касается мало бит или нет. По теории с 19-ю битами можно легко измерять от 0.002 Ом до 500 МОм
Не _измерять_, а максимум, что возможно - отличить 0.001 от 0.002 и 500 от 250. Нафиг такое надо ? IMHO, 4 знака должны стоять как влитые, иначе смысла в удорожании прибора за счет использования дорогой и качественной элементной базы просто нет, RLC-2 будет и гораздо дешевле и много лучше. Надо сделать по крайней мере не хуже - кто сказал, что будет легко ?
Вот кто бы мне объяснил, как в RLC-2 измеряется 100 МОм, если входы ОУ DA4, DA5 зашунтированы сопротивлением 1 МОм?
А как это может влиять ? А, ну да, ток через DUT складывается из тока через опорный и тока через R12. Я в сырцы не смотрел, наверное, авторы могут ответить на этот вопрос (и уж, конечно, перво-наперво им и надо его задавать ) - но я, по первому взгляду, тут особых проблем не вижу. Ну, при калибровке, с точки зрения прибора, окажется, что R9 - не 100K, а 90.91 K - это ни на что принципиально не повлияет, разве нет ? А R11 вообще никак не влияет при таком номинале разделительного конденсатора и защитных резисторов в цепи генератора.

Опять не учитывается утечка тока через неподключенные сопротивления. Вот смотрите, выбрали ток через 100 кОм, через малое сопротивление ключа эти 100 кОм подключены к цепи обратной связи. Измеряется напряжение на 100 кОм пропорциональное току. А в это время, через сопротивление закрытого ключа (примем сопротивление закрытого ключа в 1 МОм) и 10 кОм шурует 10% тока, который никак не учитывается в измерении, то же самое и с другими закрытыми 100 Ом и 1 кОм, т.е. ещё дополнительно плюс 20% неучтенного тока, никуда не годится.
Это будет учтено на этапе калибровки - просто вклад в погрешность самого измерительного резистора, как я понимаю. Сопротивление по DC - думаю, 1MOhm - это преувеличение, типичные утечки при комнатной температуре заявляются в доли nA. А вот по AC все еще хуже, на самом деле (50 dB при нагрузке 600 Ohm). Там еще и cross-talk есть, что тоже не добавляет радости... А как по AC зависит от температуры - я не знаю. Да, при внимательном рассмотрении это портит картину. Переключать C17 никак нельзя, вот уж сопротивление открытого канала точно плавает от температуры, вся точность пойдет лесом...

Не помню, вроде в ветках по RLC-1/2 не упоминалась конструкция из конкурса Circuit Cellar. Там как раз был один токовый резистор, синхронная (почти) оцифровка I/U (100 килосемплов), измерительная частота до 10 kHz. Топология фронтенда такая - инструментальный усилитель 2/128, PGA 2...32 и 10 битов встроенной цифровалки. Два одинаковых канала, для тока и напряжения.
Итого 21 бит, разрешение не впечатляло, но тем не менее. Учитывая отмеченный "подводный камень" с переключением токового резистора (вообще интересно мнение авторов RLC-2 по этому замечанию, в самом деле, на старших пределах должно сказываться), может быть, вариант с переключением усиления прямо на AD620 был бы неплохим решением. Ключики там стояли DG418 - они не слишком дорогие, 20 Ом в открытом состоянии, под 120 dB изоляция даже на 10 kHz. Инструментальные усилители были на основе AD8629 (уж не знаю, по каким соображениям, в результате выглядит довольно страшненько).

rx3apf: Сопротивление по DC - думаю, 1MOhm - это преувеличение, типичные утечки при комнатной температуре заявляются в доли nA

Может и преувеличение, но вот посмотрел DS на 74HC4052, утечки там в тепле гуляют от 0.2 мкА до 2 мкА, при 1 В сопротивление будет гулять от 0.5 МОм до 5 Мом.

Может и преувеличение, но вот посмотрел DS на 74HC4052, утечки там в тепле гуляют от 0.2 мкА до 2 мкА, при 1 В сопротивление будет гулять от 0.5 МОм до 5 Мом.
Моторольский даташит на то же самое - типично 0.1 uA, не больше 0.5 uA до +85. Но, пардон, при чем тут "при 1 В" ? Утечки зависят от приложенного напряжения, конкретно для этого семейства заявляемая цифра меряется при вполне конкретных условиях - на входе полное положительное питание, на выходе - полное отрицательное. И наоборот. Таким образом, исходя из моторольского же даташита (параметры приводятся для +/- 6V) типично 120 MOhm, и не хуже 24 MOhm. Меня гораздо больше смущает кросстолк и утечка по AC. Хотя есть куда лучшие альтернативы - DG409 стоит дороже, конечно, но не настолько страшно...

rx3apf: Но, пардон, при чем тут "при 1 В" ?

Как это при чем? Вы измеряете 0.01 Ом, выход генератора 1-2 В, практически всё напряжение упадёт на 100 Ом шунта, но что будет на закрытых ключах?
Правильно, практически всё напряжение будет приложено к закрытому ключу, отсюдаЮ зная утечку, легко посчитать сопротивление закрытого ключа. А вот питание тут абсолютно ни кри чём.

Кстати, посмотрел ДШ на МСР4922, там нет внутреннего опорника, надо ставить внешний, а у TLV5638 есть встроенный и очень хороший. TLV5638 стоит по каталогу RS 4.93 фунта.

Правильно, практически всё напряжение будет приложено к закрытому ключу, отсюдаЮ зная утечку, легко посчитать сопротивление закрытого ключа. А вот питание тут абсолютно ни кри чём.
Утечка по DC - это сопротивление. Нормируется она не при одном, и не при двух вольтах на входе, а при полном двойном питании, приложенном к закрытому ключу. Т.е. оно будет именно 120 MOhm, и при разности между входом и выходом 1V ток составит, соответственно, меньше 1E-8. А почему, кстати, при одном вольте ? Почему не принять, что утечка в 1 uA при, скажем, 10 mV ? Тогда 405x это вообще не ключи, а в закрытом состоянии - резисторы по 10 кило. Кошмар ! Или не кошмар ? Я все ж советую глянуть на схему измерения утечки, все вопросы отпадут...

Кстати, посмотрел ДШ на МСР4922, там нет внутреннего опорника, надо ставить внешний, а у TLV5638 есть встроенный и очень хороший. TLV5638 стоит по каталогу RS 4.93 фунта.

Дохловат он, чтобы на него что-то грузить, стоит ли оно того ? Ладно, до этого дойти надо, пока с приемной бы частью разобраться...

Так, народ, наговорили уже на 25 страниц, конечно, есть и полезные мысли, но и флейма немало, надо куда-то прибиваться. Принимаем блок-схему? Прошу высказываться строго по существу.

Или все хотят сочкануть , как в том анекдоте? Смотрите, а то придётся поискать и применить средство активизации народных масс.