Re: LCR meter - konstrukce

Neděle Květen 20 18:12:29 CEST 2012

Predevsim diky za reakci.
Vezmu to postupne.

DC offset DAC v AD9954.
Nejak to nemohu najit, v DS se v sekci DAC OUTPUT pise jen o Output Offset max 0,6uA to dela na 50Ohmech 30uV *5 je 150uV
Jak to je?
Tusim jsem jiz rikal, ze bych chtel hned za U3 presunout C58 || C60 a tim oddelit DC slozku pred atteunatorem.

C40, to jsem prachsproste obkreslil cili jde o preklep.
On se mi tranzistorovy zesilovac take moc nelibi,stejne jako trafo v obrim feritu, zabiraji hodne mista, ale jak rikate jde to postavit ze soucastek z GESu. Na trafa od Minicircuits jsem koukal, ale zavrhl jsem je kvuli dostupnosti, nenasel jsem je u Farnellu ani zadneho CZ dodavatele.   

Zatizeni vystupu filtru na K1 vystup 5.
Pravda, to jsem prehledl, filtr pocita s 50Ohm vstupem a vystup AD9954 je 500k, takto to rozhodi vlastnosti filtru o +-1dB.
Pridam odpror.

U6
Ted nevim jak to tam mam nakreslene, ale puvodni idea byla zcela odpojit OZ,ktery se stara o injektaz DC napeti na vystup v pripade, ze ma byt DC offset na vystupu 0. Vyuziti toho celeho nasledne k rizeni amplitudy na digitalnim vystupu byl pak takovy okamzity napad.

Blokovaci C 100nF
Vychazel jsem z doporuceni Analogu ,ktery ma na eval desce take jen 100nF, puvodne to cele melo chodit jen do 750kHz, DDS vetev jsme pridal az kdyz mi bylo lito nevyuzit moznosti AD9954. V kazdem pripade pridam par 4,7nF C.

Nevite kolik uctuje Mini-circuits jako postovne pri ks objednavkach?
Puvodne jsem jeste uvazoval o nejakem preladitelnem filtru neco jako MAX295 (max 50kHz), ktery by slo vradit za 5x zesilovac, ale nejak na nej nezbylo misto, pokud by se jako trafo pouzilo TT1-6-KK81 a jako zesilovac treba ERA-4+ zbylo by dost mista na dalsi filtr v LCR casti.

Jirka

> ------------ Původní zpráva ------------
> Od: balu na home <daniel.valuch na orange.fr>
> Předmět: Re: LCR meter - konstrukce
> Datum: 19.5.2012 19:12:00
> ----------------------------------------
> vidim ze konstrukcia dds generatora sa dozila reinkarnacie :-)
> 
> V scheme je jedna nedokumentovana ficura, kedze je to obkreslene odomna 
> asi ste si to nevsimli. Vystup DDS cipu ma jednosmerny offset, pokial 
> bude mat nasledny operak vysoke zosilnenie (u vas je to 5) tak mu to 
> nebude robit moc dobre, lebo je zatazeny naslednym atenuatorom s 
> impedanciou 50 Ohm (vysoky jednosmerny prud).
> 
> Kondenzator C40 ma u mna hodnotu 22pF, u vas je 2pF. Moze to byt 
> preklep, ale aspon moj zosilnovac fungoval lepsie s 22pF :-)
> 
> Otazka je do akej miery to chcete kopirovat. Nas DDS generator som 
> navrhoval tak aby sa dali pouzit suciastky z najblizsej drogerie. Ak by 
> som to mal robit znova tak by som to uz tak nerobil a pouzil monoliticky 
> zosilnovac od Mini Circuits. Zbavite sa vela problemov a bezia uz od DC. 
> Mate na vstupe aj tak transformator, ten by som tiez nemotal a kupil 
> hotovy tiez od Mini Circuits.
> 
> DDS cip zrejme nebude spravne zatazeny, na vystupe K1, pin 5 nie je 
> rezistor ktory definuje vystupnu ipmedanciu DA prevodnika, ktora je 
> normalne velmi vysoka (prudovy zdroj). Ak je nasledny filter navrhnuty 
> na 50 Ohm nebude fungovat spravne.
> 
> R19 potom bude 25 Ohmov, nie 50.
> 
> Trochu mi unika funkcia U6 (ADG419), nerozumiem co to ma robit. Prepinac 
> spina bud D na S1 alebo D na S2.
> 
> Vsade pouzivate blokovacie kondenzatory 100nF, tie prestanu fungovat uz 
> na par MHz. Treba dat paralelne este mensie hodnoty, obzvlast okolo 
> DDSky a zosilnovacov kde su vysoke vysokofrekvencne prudy.
> 
> Dajte vediet ak budete potrebovat nieco odmerat, alebo skontrolovat 
> navrh plosneho spoja. Rad pomozem.
> 
> b.
> 
> 
> 
> 
> On May/19/2012 16:00, Jiří Kučera wrote:
> > Je to sice silne predcasne, ale budiz.
> > Pred casem se zde objevilo tema kostrukce LCR metru , tema me zaujalo, tochu
> jsme to s kolegou Huttou probirali i mimo konferenci a tak jsem si to o volnych
> chvilich zacal kreslit.
> > Podotykam, je to spise nastin,neni to hotove , analogova technika neni muj
> obor a proto brat s rezervu mohou tam byt zasadni koncepcni chyby a samozrejme
> spousta prehlednuti a nedodelku.
> > Schema a nejake obrazky viz.
> > http://www.uloz.to/xQJb3t1/lcr1-zip
> >
> > Na uvod.
> > - ucelem je odpovedet na otazku zda dnes jde amatersky postavit LCR,ktery by
> se mohl merit s profi meraky minuleho stoleji jako Agilent 4284A
> > - v konstrukci jsme se snazil o jistou univerzalnost, viceucelovost a
> modifikovatelnost.
> > - samozrejme uvitam kazdy podnet ci pripominku.
> >
> >
> > 1. Zdroj mericiho signalu.
> > - Pro LCR metr potrebujeme zdoj mericiho signalu sinus s co nejvysi kvalitou.
> > - Proto jsme zvolili 14bit DDS AD9954 u ktere je signal power to quantization
> noise power (SQR) 86dB a i kdyz objetujeme jeden bit na digitalni rizeni
> amplitudy stale je SQR 80dB
> > - AD9954 neji zrovna levny obvod a bylo by skoda nevyuzit jeho moznosti proto
> jsem pridal moznost vyzit tuto cast konstrukce jako beznou DDS do 150MHz.
> >
> > 1.1 Predpokladane praramtery
> > LCR cast
> > - frekvence 0-750kHz
> > - amplituda 25mVp-p - 2.5Vp-p (s digitalnim rizenim apllitudy je min (12,5mV)
> > - rizeni amplitudy digitalni 0 - 1/2, skokove 1/2, 1/5 , 1/10
> > - DC offset 0-5V, rizeno 12bit DAC
> >
> > DDS cast
> > frekvence 10kHz-150MHz
> > - amplituda 25mVp-p - 2.5Vp-p (s digitalnim rizenim apllitudy je min (12,5mV)
> > - rizeni amplitudy digitalni 0 - 1/2, skokove 1/2, 1/5 , 1/10
> > - DC offset 0-5V, rizeno 12bit DAC
> >
> > digitalni hodiny
> > - pokud neni vyuzita moznost DC offsetu vystupniho signalu je modul mozno
> pouzit k generovany obdelnikoveho signalu (hodin)
> > - frekvence 0-150MHz (75MHz pri vystupu 1,8V
> > - amplituda rizeni je plynule 1,8-5V, ale relne se pocita s hodinami pro
> logikou 1,8V, 2,5V 3V, 5V
> >
> > 1.2 Popis konstrukce
> > Pocita se s umistenim do standartni krabicky AH102
> >
> > 1.2.1
> > Hodiny pro DDS
> > Zde jsem si trochu hral a z hlediska LCD jde o zbytnou vec a stacil by bezny
> krystal.
> > Zakladni f. oscilatoru 100MHz je vyvedena na P1 a bude pouzita jako zakladni
> casova platforma, DDS jako takova je mirne pretatovana a pojede na 5th
> harmonicke tj. na 500MHz.
> >
> > Oscilator X1 100MHz obdelnik cca 3V ->  filtr HPF C28+C29+L6 ->  sirokopasmovy
> zesilovac Q1+R2+R1 ->  pasmova propust BandGap 500MHz C24+C30+L5
> > v cislech
> >
> > harm.	 amplituda	 
> HPF		amplituda	zesilovač	amplituda	BandGap		amplituda	potlačení	
> >
> 1	1,336969729V	-42,8dB		0,009685489V	13,7dB		0,046894464V	-39,9dB		0,000474375V	-68,38059991dB
> >
> 3	0,445656576V	-11,8dB		0,114551378V	13,7dB		0,554626121V	-24,4dB		0,033419529V	-31,42302501dB
> >
> 5	0,267393946V	-0,18dB		0,261909692V	13,7dB		1,268094357V	-0,16dB		1,244949027V	
>  0.00000000dB
> >
> 7	0,190995676V	-0,27dB		0,185149922V	13,7dB		0,896444763V	-22dB		0,071207139V	-24,85256071dB
> >
> > Zaver nejrusivejsi slozkou na 1.5kOhm hodinovem vstupu DDS bude 7th harmonicka
> cca -25dB a predpokladam, ze to nemude problem.
> > V sekci hodin jsem doplnil SPI teplotni cidlo TC77, to pokud by si nekdo nekdy
> chtel hrat s teplotni stabilizaci krystalu, pro LCR to nema smysl, u DDS je to
> ladeni na dlouhe zimni vecery.
> > - Otazkou je zda to cele lze prostorove nahnoucat tak jak je naznaceno na 3D
> obrazku tistaku (zatim to neni tistak, jen 3D model predpokladaneho rozlozeni
> sucastek, abych videl jak se to vejde nebo nevejde ?
> >
> > 1.2.2
> > LCR vetev za AD9954
> > AD9954 ma complementarni proudovy DAC, proto je idealni osadit na vystup 
> vystupni transformator, to je bohuzel v rozporu s pozadavkem LCR sekce, ktera by
> mala chodit od co nejnizsich frekvenci, idelane od 50Hz (100Hz), proto je vystup
> rozdelen na low frequency LCR a high frequency DDS vetev prepinanou relatky
> K1,K2
> > Nasleduje filtr typu dolni propust , parametry viz. Obr1.jpg , parametry
> > 100kHz -0.146dB
> > 300kHz -0.225dB
> > 500kHz -0.215dB
> > 600kHz -0.290dB
> > 750kHz -0.434dB
> > 818kHz -2.960dB
> > 1MHz   -41dB
> >
> > Nasleduje nizkosumovy zesilovac s zesilenim 5x osazeny AD8021 , sum teto casti
> je 15.5nV/Sqrt(Hz)
> >
> > 1.2.3
> > DDS vetev za AD9954
> > Jako prvni je osazen sirokopasmovy transformator 1:1, predpokladam namotani v
> dvouderovem feritu
> http://www.ges.cz/cz/dvouderove-feritove-jadro-bn-61-202-GES05503283.html
> > Nasleduje filtr typu dolni propust , parametry viz. Obr2.jpg , parametry
> > 100MHz -0.21dB
> > 140MHz -0.54dB
> > 160MHz -0.30dB
> > 183MHz -41dB
> >
> > Nasleduje sirokopasmovy tranzisotrovy zesilovac Q3, Q2 ,ktery jsem si jako
> celek pujcil z baluovo DDS.
> > Kdyz ted na to koukam mam tem chybu R7 definujici impedanci zbernice za LPF je
> nejpsise spatne 50Ohm, jelikoz je paralelne s R8 560 Ohm mel by nejspise byt
> 55ohm ?
> > Tranzistorovy zesilovac ma pomerne velky klidovy proud, proto je jeho napajeni
> odpojovano K2, poklud neni pouzit.
> >
> > 1.2.4
> > Nasleduje modul attunatoru, resenych jako PI clanek prepinany relatkem,
> pocitano na necem jako toto
> http://chemandy.com/calculators/matching-pi-attenuator-calculator.htm
> > Atteunator je tristupnovy s utlumem 1/10, 1/5 a 1/2.
> >
> > 1.2.5
> > Vystupni sekce
> > Vystupni impedanci cele konstrukce definuje R26 na 100Ohm, ktery napaji
> vystupni zesilovac U4 AD8021 s nastavenym zesilenim 2x (sum 8.2nV/Sqrt(Hz)).
> > LCR sekce vyzaduje za jistych okolnosti moznost DC offsetu signalu. To
> zajistuje U5 (0-5V) pres polovodicove rele U6 a  R39.
> >
> > 1.2.6
> > Digitalni vystup P4
> > Interni rychly komparatot v AD9954 vytvari z signalu odebraneho pred sekce
> atteunatoru obdelnikovy signal, ktery napaji bus transciever SN74LVC1T45, ktery
> je napajen z U5 1.8-5Vcimz je umozneno rizeni vystupni amplitudy.
> >
> > 1.2.7
> > Napajeni
> > Cely modul je napajen +12V -12V a +3.3V, dale je potrebne napeti 1.8V  pro
> AD9954 o ktere se stara U8.
> >
> >
> > 1.3
> > Predpokladane parametry vystupnich signalu
> >
> > 1.3.1
> > SMA konektor P3
> > Sin 0 - 750kHz s krokem 0,116Hz
> > Sin 10kHz - 150MHz s krokem 0,116Hz
> > Amplituda +- 2.5Vpp, ktera muze byt analogove tlumena 1/2 + 1/5 + 1/10 + je
> zde moznost 14bit digitalniho rizeni v DDS
> > Sum pri prepnuti na "pomalou" vetev, neumim spocitat sum samotne DDS, ale
> pokud vezmeme jen sum vlozeny U3 a U4 tak bych SNR videl na -73dB
> > DC offset 0-5V s krokem 1.2mV pokud pominu sum z DAC, respektive jeho
> cast,ktera projde filtrem R44+C68+R45 bude SNR v DC sekci cca -100dB
> >
> > 1.3.2
> > SMA konektor P4
> > Obdelnikovy hodinovy signal 0-150MHz 75MHz max pro 1.8V logic
> > Amplituda 1.8, 2.5, 3.0 3.3 5.0 , plymula regulace 1.6-5.0
> >
> > 1.3.3
> > SMA konektor P1
> > Hodinovy signal 100MHz 3.3V
> >
> > 1.4
> > Zname chyby, nejasnosti, nedodelky.
> >
> > - Nejsem si jist zda sekce hodin muze byt nahnoucana tak jak jsem ji naskladal
> viz levy horni roh na obr3.
> > - Impedance sbernice, zkontrolovat, viz R7, pravdepodobne by mel byt 55Ohm
> > - C58/C60 presunout mezi vystup U3 a vstup K2
> > - pridat dalsi SN74LVC1T45 napajeny 3.3V, takto ziskany signal se pak pouziji
> v ridici sekci LCR metru pro urceni pocatku periody sin.
> > - Pridat C 100nF na vstup U8
> > - Omezit sirku pasma U4 a tim zlepsit SNR o cca -15dB
> >
> > It is all for this time.
> > Pripadne podnety, pripominky a namety vytany.
> > Dasi sekce LCR metru priste, nektere, ale zatim mam jen v hlave a jine ani tam
> ne :-)
> >
> >
> > Jirka
> > _______________________________________________
> > HW-list mailing list  -  sponsored by www.HW.cz
> > Hw-list na list.hw.cz
> > http://list.hw.cz/mailman/listinfo/hw-list
> >
> _______________________________________________
> HW-list mailing list  -  sponsored by www.HW.cz
> Hw-list na list.hw.cz
> http://list.hw.cz/mailman/listinfo/hw-list
> 
> 
>