lnx

Характериограф От Lnx

275 сообщений в этой теме

I_Avals    1 110

Будет ли интересен кому характериограф? На данный момент занимаюсь разработкой такового.

Есть рабочий прототип, работаю над вторым прототипом, печатной платой и улучшением характеристик. Цель - создать легко повторяемый и несложный в настройке прибор.

Не знаю, в курсе ли Вы, но существует серийная разработка подобного прибора на весьма недифицитных комплектующих. Минус - нет интерфейса с сомпъютером, плюс - возможность сравнения ВАХ двух ламп одновременно, что ценно при подборе пар.

Думаю, стоит ознакомится со схемотехникой, просто потому, что это работает.

Интерфейс с компъютером безусловно полезен, поскольку позволяет хранить результаты измерений и подбирать пары используя данные большего количества ламп.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Быстрый заказ печатных плат

Полный цикл производства PCB по низким ценам!

  • x
    мм
Заказать Получить купон на $5.00
lnx    184

Да, видел это - интересное решение, но мне больше понравился этот проект: uTracer (из которого позаимствовал некоторые идеи).

Изменено пользователем lnx

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
I_Avals    1 110

Тоже видел. Но импульсные измерения - вещь тонкая. Перед измерением надо быть уверенным, что все режимы уже установились. Если, конечно, интересует точность.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
lnx    184

Я решил идти немного другим путём, чем автор uTracer. Он измеряет, подавая импульсы для каждой точки измерения, а я полностью разряжаю конденсатор на испытуемую лампу и делаю измерения на протяжении всего этого процесса.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
I_Avals    1 110

Метод. Правда, надо как то адаптироваться к переменной скорости разряда конденсатора.

Я, в своё время, подавал выпрямленную сетевую синусоиду и снимал ток с катодного резистора. Правда, в качестве "показометра" был осциллограф. Пробовал писать X-Y с цифрового, но 8 бит дают изрядно изрезанные графики.

Измерение ВАХ в динамике возможно только для одной лампы и в триоде. Если захотите снять, скажем, токи анода и экранной сетки, или анодные токи двух или более ламп, то придётся исхитряться. Одним бортовым АЦП не обойтись, поскольку измерения окажутся разнесёнными во времени и Ваш конденсатор успеет хоть немного, но разрядиться. Собственно, для одной ламы это тоже вопрос, если одним АЦП снимать сначала наряжение на аноде, потом ток.

Прикупил себе Hantek 1008B - 8 каналов 12 бит, буду пробовать.

Изменено пользователем I_Avals

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
lnx    184

Скорости бортового АЦП ATMega для моих задач достаточно: рекомендуемая производителем частота АЦП 50-200КГц, время измерения 12 тактов. При частоте 150КГц время одного измерения - 0.00008с (0.08мс). Даже на предельном режиме, при токе 230мА и напряжении конденсатора 350В, за время измерения напряжение на конденсаторе упадёт лишь на 0.2В. При точности вольтметра в 0.4В - ничего страшного. К тому же всегда есть возможность скорректировать результат программно, заложив алгоритм коррекции в программу микроконтроллера.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
I_Avals    1 110

Скорости бортового АЦП ATMega для моих задач достаточно: рекомендуемая производителем частота АЦП 50-200КГц, время измерения 12 тактов.

По даташиту 13 и добавьте время на переключение каналов.

Даже на предельном режиме, при токе 230мА и напряжении конденсатора 350В, за время измерения напряжение на конденсаторе упадёт лишь на 0.2В.

По моим расчётам это соответствует конденсатору 100 мкФ. Такой быстро не зарядишь.

К тому же всегда есть возможность скорректировать результат программно, заложив алгоритм коррекции в программу микроконтроллера.

Я много занимался по работе разнообразными измерениями и приобрёл привычку устранять возможные погрешности как можно раньше. В этом плане недорогой внешний звуковой стерео АЦП в 16 бит был бы более профессиональным решением. Как в смысле точности, так и в смысле одновременности преобразования. В этом случае можно воспользоваться и выпрямленной сетевой синусоидой, не заморачиваясь БП для заряда конленсатора. Ограничение времнеи измерения в 5 - 10 периодов сетевого напряжения даст достаточно точек и убережёт лампу от возможного перегрева.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
lnx    184

Да, правильно, 13 тактов. Первое преобразование с инициализацией - 25.

A normal conversion takes 13 ADC clock cycles. The first conversion after the ADC is switched on (ADEN in ADCSRA is set) takes 25 ADC clock cycles in order to initialize the analog circuitry.

Внешний АЦП - это уже другой подход и другой прибор, может, в следующих версиях...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
I_Avals    1 110

Не настолько уж и другой.

Как по мне, стоит закладываться на нормальную метрологию сразу, чем тратить время на постепенное и возможное (в некоем неопределённом будущем) улучшение. Тем более, что вопрос Вы явно предварительно изучали.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
lnx    184

Действовал соответственно своим ресурсам.

Использовать звуковой стерео АЦП - интересная идея. Подскажете какую-то конкретную модель?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
I_Avals    1 110

Идея, собственно, лежащая на поверхности. 2 канала с одновременным преобразованием, мин. 16 Бит, большая номенклатура - чего ж Вам боле?

Из тех, что в моём распоряжении - 24-х битный CS5360

В этой же серии CS5349 (16 бит), CS5334 (20 бит), CS5389 (18 бит).

Погуглите "Stereo A/D Converter for Digital Audio" - этого добра завались. Вопрос доступности и, отчасти, цены. Самый дешёвый вариант из найденных на eBay - 5ш т CS5331 (18 бит) за 11 $ Согласитесь, 2,2 $ за 8-ми выводный кристалл, не требующий обвязки - это не дорого. При этом Вы можете иметь до 480 сэмплов на одном полупериоде сетевого напряжения.

Если уж совсем не хочется платить - поищите старенький SB-16. Там наверняка что то найдётся. Правда, может возникнуть вопрос с повторяемостью, если будете тиражировать свой девайс.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
lnx    184

Интересно было бы взглянуть на пример реализации измерения с использованием звуковых АЦП.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
salyamkamrad    446

Если уж говорить о точности, тогда для пентодов нужно измерять ток в цепи анода, а не катода, ввиду присутствия тока экранной сетки. Только вот... измерение противофазного напряжения на шунтах на фоне синфазного напряжения порядка 300 вольт задача нетривиальная. Заточенные под это дело ОУ наверняка недешевы, самодельные схемы тоже ударят по карману из-за цен на прецизионные резисторы.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
I_Avals    1 110

.. измерение противофазного напряжения на шунтах на фоне синфазного напряжения порядка 300 вольт задача нетривиальная.

Это, если подходить к ней прямо. Как в анекдоте про обезьяну и прапорщика - "Что тут думать, тут прыгать надо".

На самом деле существует ещё минимум 4 метода, кроме Вашего, в порядке возрастания сложности и стоимости:

1. Немного изменить схему подключения ИП, перенеся шунты "вниз". На одном получим сигнал катодного тока, на втором - тока экранной сетки. Из первого вычитаем второй, хоть программно, хоть на ОУ - вот и ток анода.

2. Использовать УПТ с оптронной развязкой.

3, Использовать трансформаторы тока на датчиках Холла.

4. Использовать несколько плат одноканальных АЦП с собственным процессором для преобразования в RS232, гальванически развязанных по питанию и мнтерфейсу.

Я собирался делать последний вариант, поскольку есть с десяток AD678 и AT89С4051. Идея а том, что все запускаются одним сигналом, потом первый, по сигналу конца преобразования, начинает передачу данных (12 бит + № канала), закончив - даёт команду следующему и так, по цепочке. Сигнал последнего запускает новое преобразование для всех. Преимущество - гибкость в плане числа используемых каналов, от 1-го до 10-ти, и независимость от постоянной составляющей. По поводу стоимости - во первых, их уже есть, во вторых, если покупать, процессор - 1$. АЦП, понятно немного дороже, но, опять же, в зависимости от типа, количества и места покупки.

Это самое очевидное, наверняка есть что то ещё.

Хотя и Ваш подход не так уж требователен к ОУ. Кто сказал, что на шунте должно падать 75 мВ? А, если 10 Вольт? Пусть максимум DC 500 Вольт, Нам потребуется инструментальный усилитель с Ку 1/50. Т.е., полезный сигнал составит 200 мВ. Тот же LM833 имеет офсет 0,3 мВ. А если немного поискать? Или ввести балансировку?

В общем, чем искать причины, давайте искать решения.

самодельные схемы тоже ударят по карману из-за цен на прецизионные резисторы.

Не знаю, по чём у Вас прецизионные резисторы, в моём городе их можно купить за 5 - 10 центов. Сложность, скорее, в поиске номинала.

И потом, а кто заставляет покупать именно прецизионные резисторы? Ставьте обычные. Просто добавьте подстройку в усилитель между шунтом и АЦП. У нас, ведь нет задачи реализовать точность на все 16 - 24 разряда, тем более, результаты выводятся графически. При калибровке точности обычного DT9205 хватит. Я свой сравнивал на работе с 5-ти разрядным профессиональным - погрешность в пресловутые +/- единица младшего разряда.

Основная задача характериографа - не получить абсолютно точные ВАХ, а оценить пригодность лампы, сравнить две ВАХ на предмет совпадения. В этом случае идеальная точность не нужна, поскольку все лампы измеряются на одном и том же приборе.

Офсеты ОУ в каналах АЦП можно перед измерением запомнить одной кнопкой (Уст. "0") и программно вычесть из результатов.

Применение внешнего АЦП диктуется, кроме точности, необходимостью устранения т.н. методологической ошибки - измерения двух величин в динамике с некоторым промежутком во времени одним АЦП. Вообще говоря - это могут быть два или несколько одноканальных АЦП, запускаемых одновременно и считываемых последовательно. Просто звуковые имеют удобный интерфейс.

Да и вопрос калибровки - это, уже, следующая задача.

Изменено пользователем I_Avals

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
I_Avals    1 110

Интересно было бы взглянуть на пример реализации измерения с использованием звуковых АЦП.

Честно говоря - готовых решений не встречал. Всё озвученное выше - мои идеи, исходя, как Вы выразились - "Действовал соответственно своим ресурсам". :)

Интерфейсы не сложны, одна проблема - скорость передачи данных. При 120 кБод/с Вы получите максимум 3 кГц при 2 х 16 бит. Чтобы реализовать 48 кГц, Вам потребуется перейти на RS232 -> USB, например на FT232. Программно обрабатывается как СОМ, но скорость намного выше.

Изменено пользователем I_Avals

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
salyamkamrad    446

1. Немного изменить схему подключения ИП, перенеся шунты "вниз". На одном получим сигнал катодного тока, на втором - тока экранной сетки. Из первого вычитаем второй, хоть программно, хоть на ОУ - вот и ток анода.

Здесь я хочу посмотреть схему в том месте, где шунт измерения тока экранной сетки прижат к общему проводу.
Основная задача характериографа - не получить абсолютно точные ВАХ, а оценить пригодность лампы, сравнить две ВАХ на предмет совпадения.

Ну дык lnx уже сделал такое :) ВАХ нескольких ламп он может измерить по очереди и потом сравнивать их как захочет. И, если бы использовал регулируемый источник анодного напряжения, а не уменьшающееся напряжение с конденсатора, мог бы получить 11-разрядный результат с АЦП микроконтроллера путем оверсемплинга и децимации.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
ПРАЙМЕР    319

Только вот... измерение противофазного напряжения на шунтах на фоне синфазного напряжения порядка 300 вольт задача нетривиальная. Заточенные под это дело ОУ наверняка недешевы, самодельные схемы тоже ударят по карману из-за цен на прецизионные резисторы.

Усилители для работы с синфазным напряжением 300 вольт давно продаются , самопал возможен на варикапах + ГУН и далее , медленный только вариант , токи пикоамперные .....

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
salyamkamrad    446

Как в анекдоте про обезьяну и прапорщика - "Что тут думать, тут прыгать надо".

\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\

4. Использовать несколько плат одноканальных АЦП с собственным процессором для преобразования в RS232, гальванически развязанных по питанию и мнтерфейсу.

Карабкаться на 25 метровую пальму и искать шест такой длины для сбивания кокосов я точно не стану.

Усилители для работы с синфазным напряжением 300 вольт давно продаются , самопал возможен

Продаются, но цена не устраивает. Самопал возможен на ОУ типа УД17 и их импортных аналогах, если дополнить их схемой компенсации синфазного напряжения. Но потребуются сверхпрецизионные резисторы с допуском 0,01%, а они от 150 руб за штуку на алике и ебее и понадобится их что-то около десятка.

на варикапах + ГУН и далее , медленный только вариант , токи пикоамперные .....

Вот это как-то мимо меня прошло. Где бы посмотреть, почитать?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
I_Avals    1 110

1. Немного изменить схему подключения ИП, перенеся шунты "вниз". На одном получим сигнал катодного тока, на втором - тока экранной сетки. Из первого вычитаем второй, хоть программно, хоть на ОУ - вот и ток анода.

Здесь я хочу посмотреть схему в том месте, где шунт измерения тока экранной сетки прижат к общему проводу.

Да что же Вы мыслите так прямо. :( Где у меня написано - шунт измерения тока экранной сетки прижат к общему проводу? Написано - Немного изменить схему подключения ИП, перенеся шунты "вниз". "Вниз" - это не значит на самую "землю". По свободе нарисую.

Основная задача характериографа - не получить абсолютно точные ВАХ, а оценить пригодность лампы, сравнить две ВАХ на предмет совпадения.

Ну дык lnx уже сделал такое :) ВАХ нескольких ламп он может измерить по очереди и потом сравнивать их как захочет. И, если бы использовал регулируемый источник анодного напряжения, а не уменьшающееся напряжение с конденсатора, мог бы получить 11-разрядный результат с АЦП микроконтроллера путем оверсемплинга и децимации.

Регулируемый источник анодного напряжения не совсем хорош, можно и перегреть лампу при измерениях. Не говоря о том, что это ещё одна куча деталей.

Я пришёл к методу подачи на анод выпрямленной сетевой синусоиды. С того же ТАН-6, путём коммутации обмоток, можно получить амплитуду на аноде лампы от 160-ти до 700-т Вольт

Последовательно с мостом стоит полевик, отключающий лампу по критериям превышения максимального тока, мощности анода или напряжения. Схемы пределов заимствованы отсюда.

Я не призываю lnx бросить всё и идти по моему пути, просто высказываю свои соображения и находки по поводу этого вопроса.

Я начал заниматься этим ещё в прошлом веке, обнаружив на работе графопостроитель А3, позиция пера которого управлялась напряжениями. Этакий механический осциллограф. Собрал тиристорный регулятор, автоматом повышающий напряжение 0 - 220, потом ТАН, мост, конденсатор. Смещение - от лабораторного БП. Нажал кнопку - прорисовал одну линию. И так, 15 раз подряд. :)

Пример результата

post-120592-0-23107600-1433061549_thumb.gif

Потом, потихоньку стал расти в сторону интерфейса с компьютером.

Карабкаться на 25 метровую пальму и искать шест такой длины для сбивания кокосов я точно не стану.

Так Ваш ОУ типа УД17 со схемой компенсации синфазного напряжения и есть шест такой длины для сбивания кокосов :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
salyamkamrad    446

Регулируемый источник анодного напряжения не совсем хорош, можно и перегреть лампу при измерениях.

Ничего с ней не будет за несколько миллисекунд. Установили необходимое анодное, подали его на анод, дождались окончания переходных процессов, провели измерение, выключили анодное, дали лампе "отдохнуть", установили новое значение анодного и т.д. Спешить некуда, мы же не с электронно-лучевой трубкой работаем, все результаты измерений хранятся в памяти.

Так Ваш ОУ типа УД17 со схемой компенсации синфазного напряжения и есть шест такой длины для сбивания кокосов

Это универсальный "шест", я его еще много где планирую использовать когда отработаю. Изменено пользователем salyamkamrad

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
I_Avals    1 110

Но потребуются сверхпрецизионные резисторы с допуском 0,01%, а они от 150 руб за штуку на алике и ебее и понадобится их что-то около десятка.

К чему крайности, мон шэр?! А не взять ли 1% резисторы и не дополнить ли их небольшим подстроечником для балансировки по максимальному подавлению синфазного?

Впрочем, как сказано в "Неукротимой планете" Гарри Гаррисона - "Каждый идёт в ад своим путём". :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
salyamkamrad    446

К чему крайности, мон шэр?! А не взять ли 1% резисторы и не дополнить ли их небольшим подстроечником для балансировки по максимальному подавлению синфазного?

Кхе-кхе... Тут нужно самому попробовать и посмотреть, как ведет себя такая схема с термостабильностью 1-процентных резисторов и тем более с подстроечными резисторами... Рассказывать бесполезно, смайликов и нецензурных слов не хватит для передачи эмоций :) С 0,25-процентными уже получше, но все равно не то. Изменено пользователем salyamkamrad

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
I_Avals    1 110

Установили необходимое анодное, подали его на анод, дождались окончания переходных процессов, провели измерение, выключили анодное, дали лампе "отдохнуть", установили новое значение анодного и т.д.

Смотрим сюда.

Это универсальный "шест", я его еще много где планирую использовать когда отработаю.

Право, сударь! Инструментальный усилитель! Что там отрабатывать? Откройте любой учебник по ОУ - там теория, поройтесь у AD, Texas Instruments или MAXIM - там практика. Всё уже придумано до нас. :)

Кхе-кхе... Тут нужно самому попробовать и посмотреть, как ведет себя такая схема с термостабильностью 1-процентных резисторов и тем более с подстроечными резисторами..

Помилуйте! Но это же Вы "лезете на пальму" и это Вам нужен "шест" сверхпрецезионной длины. Мой первый совет, если помните, опуститься к "земле". "Спилить пальму", если угодно. :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
salyamkamrad    446

Инструментальный усилитель!

Высоковольтный дифференциальный усилитель.

Помилуйте! Но это же Вы "лезете на пальму" и это Вам нужен "шест" сверхпрецезионной длины. Мой первый совет, если помните, опуститься к "земле". "Спилить пальму", если угодно. :)

Вот высоковольным дифусилителем я ее и спилю, а не стану складывать стопкой газеты (многочисленные АЦП) чтобы стало чуть-чуть повыше :D

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
I_Avals    1 110

Инструментальный усилитель!

Высоковольтный дифференциальный усилитель.

Можете на картинке пояснить принципиальную разницу?

...многочисленные АЦП...

Для тех, кому хочется чисто покритиковать, повторюсь - идея с многочисленными АЦП была продиктована исключительно их наличием. Вы так переживаете за стоимость проекта! А тут всё даром!!!Прикиньте - десяток АЦП, 12-Bit 200 kSPS, каждый по 30+ баксов и даром!!! Как мы все любим шару, понятно каждому.

В общем, повторю высказывание ТСа

Действовал соответственно своим ресурсам.

Теперь ресурсы изменились - есть Hantek 1008, USB, 8 каналов по 12 бит + софт. Работаю в этом направлении. :)

Изменено пользователем I_Avals

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас