DIY » Статьи » Теория, Обзоры, Размышления » Описание измерительной программы RLC-meter

Описание измерительной программы RLC-meter

Программа для измерения сопротивления, индуктивности и емкости неизвестных электронных компонентов. Требует изготовления простейшего переходника для подключения к звуковой карте компьютера (два штекера, резистор, провода и щупы).

2 версии программы можно скачать в разделе Software.

Это еще один вариант, пополняющий и без того обширную коллекцию аналогичных программ. Здесь не воплощены все задумки, работа над которыми продолжается. Функционирование «основы» вы можете оценить прямо сейчас.

В основу заложен общеизвестный принцип определения амплитудных и фазовых соотношений между сигналами с известного (образцового) компонента, и с компонента, параметры которого надо определить. В качестве тестового используется сигнал синусоидальной формы, генерируемый звуковой картой. В первой версии программы использовалась только одна фиксированная частота 11025 Гц, в следующей версии к ней добавилась вторая (в 10 раз меньшая). Это позволило расширить верхние границы измерений для емкостей и индуктивностей.

Выбор именно этой частоты (четверть от частоты сэмлинга) является главной «инновацией», отличающей этот проект от остальных. На такой частоте алгоритм интегрирования по-Фурье (не путать с БПФ – быстрым преобразованием Фурье) максимально упрощается, а нежелательные побочные эффекты, приводящие к росту шума в измеряемом параметре, полностью пропадают. В итоге кардинально улучшается быстродействие и снижается разброс показаний (особо ярко выраженный на краях диапазонов). Это позволяет расширить диапазоны измерений и обойтись только одним образцовым элементом (резистором).

Собрав схему согласно рисунку и установив регуляторы уровня Windows в оптимальное положение, а также произведя начальную калибровку по закороченным между собой щупам («Cal.0»), можно сразу же приступать к измерениям. С такой калибровкой без труда ловятся низкие сопротивления, в том числе ESR, порядка 0,001 ом, а СКО (среднеквадратическое отклонение) результатов измерений в этом случае составляет порядка 0,0003 ом. Если зафиксировать положение проводов (чтобы не менялась их индуктивность), то можно «ловить» индуктивности порядка 5 нГн. Калибровку «Cal.0» желательно проводить после каждого старта программы, поскольку положение регуляторов уровня в среде Windows может быть, в общем случае, непредсказуемым.

Схема подключения к звуковой карте:

^Нажмите для увеличения^

 

Окно программы:

^Нажмите для увеличения^

 

Чтобы расширить диапазон измерений в область больших R, L и малых C, требуется учитывать входное сопротивление звуковой карты. Для этого служит кнопка «Cal.^», нажимать на которую надо при разомкнутых между собой щупах. После такой калибровки можно достичь следующих диапазонов измерений (при нормировании случайной составляющей погрешности на краях диапазонов на уровне 10%):

 по R – 0.01 ом … 3 Мом,

 по L – 100 нГн … 100 Гн,

 по C – 10 пФ … 10 000 мкФ

         (для версии с двумя рабочими частотами)

Минимальная погрешность измерения определяется допуском образцового резистора. Если предполагается использование обычного ширпотребовского резистора (и даже с номиналом, отличным от указанного), в программе предусмотрена возможность его калибровки. Соответствующая кнопка «Cal.R» становится активной при переходе в режим «Ref.» Величина резистора, который будет использоваться в качестве эталонного, задается в файле *.ini в качестве значения параметра «CE_real». После калибровки уточненные характеристики образцового резистора запишутся в виде новых значений параметров «CR_real» и «CR_imag» (в 2-х частотной версии параметры измеряются на двух частотах).

С регуляторами уровня программа напрямую не работает – пользуйтесь стандартным микшером Windows или аналогичным. Шкала «Level» служит для настройки оптимального положения регуляторов.

 

Здесь можно порекомендовать такую методику настройки:

 

1. Определиться, какой регулятор отвечают за уровень воспроизведения, а какой – за уровень записи. Остальные регуляторы желательно заглушить для минимизации вносимых ими шумов. Регуляторы балланса – в среднее положение.

2. Исключить прегрузку по выходу. Для этого, установив регулятор записи в положение ниже среднего, с помощью регулятора воспроизведения найти ту точку, где ограничивается рост столбика «Level», а затем немного отступить назад. Скорее всего перегрузки вообще не будет, но для надежности регулятор лучше не выводить на отметку «макс».

3. Исключить прегрузку по входу – регулятором уровня записи сделать так, чтобы столбик «Level» не доходил до конца шкалы (оптимальное положение – 70…90%) в отсутствии измеряемого компонента, т.е. при разомкнутых щупах.

4. Замыкание щупов между собой не должно приводить к сильной просадке уровня. Если это так, то выходные усилители звуковой карты слишком слабы для данной задачи (иногда решается настройками карты).

 

Требования к системе

 

 – ОС семейства Windows (тестировалась под Windows XP),

         – поддержказвука 44,1 ksps, 16 bit, stereo,

         – наличие одного аудио устройства в системе (если окажется несколько, то программа будет работать с первым из них, и не факт, что у веб-камеры окажутся гнезда «Line In» и «Line Out»).

 

Особенности измерений, или чтобы не попасть впростак

 

Любой измерительный инструмент требует знания его возможностей и умения правильно интерпретировать результат. Например, при использовании мультиметра стоит задуматься, а какое переменное напряжение он, собственно, меряет (при отличии формы от синусоидальной)?

В нашем случае неизвестный компонент рассматривается как последовательно включенные активное и реактивное сопротивления, значения которых программа пытается определить. И если у компонента окажутся дополнительные паразитные параметры (например – сопротивление утечки у электролитического конденсатора), то результаты будут искажены. В примере с конденсатором сопротивление утечки пересчитается в последовательное, что в сумме с истинным последовательным сопротивлением даст завышенный результат. У катушек собственная емкость обмотки приведет к занижению индуктивности, вплоть до получения отрицательных значений (свойственно катушкам с очень большим числом витков, например – обмоткам трансформаторов). Так что критически относитесь к результатам измерений!

В 2-х частотной версии для измерения больших емкостей и индуктивностей используется низкая (1,1 кГц) частота. Граница перехода отмечена сменой цвета шкалы с зеленого на желтый. Аналогично меняется и цвет показаний – с зеленого на желтый при переходе к измерениям на низкой частоте.

Стереофонический вход звуковой карты позволяет организовать «четырехпроводную» схему подключения только для измеряемого компонента, схема же подключения эталонного резистора остается «двухпроводной». При таком раскладе любая нестабильность контакта разъема (в нашем случае – земляного) может исказить результат измерения. Ситуацию спасает относительно большая величина сопротивления эталонного резистора по сравнению к нестабильностью сопротивления контакта – 100 ом против долей ома.

И последнее. Если измеряемый компонент – конденсатор, то он может оказаться заряженным! Даже разряженный электролитический конденсатор со временем может «собрать» оставшийся заряд. Схема не имеет защиты, так что вы рискуете вывести из строя свою звуковую карту, а в худшем случае – сам компьютер. Сказанное относится и к тестированию компонентов в устройстве, тем более – не обесточенном.

 

Источник: antiradio.narod.ru

 

 

Источник

24, 1

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Смотрите также:

  • Выходной пентод 6П15П-ВВыходной пентод 6П15П-В
    Выходной пентод 6П15П-В 6П15П-В Выходной пентод ^Нажмите для увеличения^   Обозначения: а — анод, с1 — сетка первая, с2 — сетка вторая, с3 — сетка третья, к — катод, п — подогреватель катода.         Источник 22, 1
  • 3-х полосная АС Дли (6 ГД-2 + 3 ГД-38Е + 6 ГД-13)3-х полосная АС Дли (6 ГД-2 + 3 ГД-38Е + 6 ГД-13)
    Повышение качества звучания современных громкоговорителей достигается главным образом за счет применения новых мощных динамических головок, а это чаще всего влечет за собой увеличение их габаритов, массы, стоимости. Между тем очень неплохой громкоговоритель можно построить и на базе недорогих динамических головок. ^Нажмите для увеличения^ Основные технические характеристики: Номинальный диапазон воспроизводимых частот: …
  • Запоминающие устройства — Крайзмер Л.П.Запоминающие устройства — Крайзмер Л.П.
    ^Нажмите для увеличения^ Массовая радиобиблиотека (МРБ) выпуск 337 Запоминающие устройства Автор(ы): Крайзмер Л.П. 1959 год В книге содержатся сведения о значении и месте применения запоминающих устройств в технике проводной связи и радиосвязи, в автоматике, вычислительной технике и научных исследованиях. Приводятся основные параметры и классификация запоминающих устройств. Популярно излагаются физические процессы, …
  • 100 АС-003 «Орбита»100 АС-003 «Орбита»
    Изготовитель: ВНИИРПА им. А.С. Попова, 1980-1981 года. ^Нажмите для увеличения^ На фото 100 АС-003 слева. Технические характеристики: 3-х полосная АС закрытого типа Диапазон воспроизводимых частот: 20 – 30000 Гц Чувствительность: 86 дБ Сопротивление: 8 Ом Номинальное звуковое давление: 109 дБ Номинальная мощность: 100 Вт Кратковременная мощность: 800 Вт Вес одной …
  • Ремонт зарядного устройства Harman/Kardon OnyxРемонт зарядного устройства Harman/Kardon Onyx
    ^Нажмите для увеличения^ Всем привет. Сегодня у нас на ремонте и небольшом обзоре зарядка от довольно интересного гаджета – Harman/Kardon Onyx. Обзор по самой «колонке» сделаю чуть позже. А пока отремонтируем зарядное и заодно посмотрим, что там внутри. ^Нажмите для увеличения^ ^Нажмите для увеличения^ ^Нажмите для увеличения^ ^Нажмите для увеличения^ …