Модернизация советских цифровых вольтметров типа В7-хх

Что мерить, чем мерить, как мерить. И, естественно - зачем мерить...

При поддержке компании ПРИСТ


jes
Нашел транзистор. Понюхал.
Сообщения: 177
Зарегистрирован: Сб сен 11, 2010 14:05:53

Re: Модернизация советских цифровых вольтметров типа В7-хх

Сообщение jes »

zöner писал(а):Тот же UT71C (который обс"рали пару страниц назад) в магазинах по 150..200$. Это какой уровень ? Начальный ?

А сколько по вашему должен стоить нормальный мультиметр, с питанием от батарей?
Они ведь тоже бывают разные.

У моего друга UT71E, брал его за 180 у.е.
Он им очень доволен, несмотря на то, что, пользуется всего полгода.
А насчет цены - смотря для кого и чего нужен прибор.
Аватара пользователя
Леонид Иванович
Друг Кота
Сообщения: 4779
Зарегистрирован: Сб апр 02, 2011 12:40:46
Откуда: Минск
Контактная информация:

Re: Модернизация советских цифровых вольтметров типа В7-хх

Сообщение Леонид Иванович »

62256 писал(а):искажение сигнала при дискретизации на малых Fd - только по фазе. Амплитуда не изменяется. А мы меряем только амплитуду.


Это не так. Очевидный пример - случай входного сигнала с частотой, кратной Fs. Амплитуда исказится и станет равной нулю. Или, допустим, двухчастотный входной сигнал 1/4 Fs + 3/4 Fs. В результате наложения спектров обе составляющих окажутся на одной частоте (1/4 Fs), а амплитуда будет зависеть от начальной фазы сигналов. И таких комбинаций можно привести множество.

62256 писал(а):например - выше ссылки на вольметр с АЦП и программным расчетом RMS. Его характеристики - недостижимы аналоговыми методами


Нужно заметить, что вольтметр по ссылке выше (Agilent 3458A) имеет наилучшую точность для произвольного входного сигнала как раз при использовании обычного аналогового RMS-преобразователя. А в вычислительном режиме высокая точность достигается лишь для периодических сигналов, где используется стробоскоп.
Аватара пользователя
SM898
Вымогатель припоя
Сообщения: 631
Зарегистрирован: Вс июл 21, 2013 16:24:58
Откуда: Юг Руси.

Re: Модернизация советских цифровых вольтметров типа В7-хх

Сообщение SM898 »

Интересно,что в техописаниях на RMS вольтметры западных(да и восточных)производителей из-
мзмерительной аппаратуры практически нет такого параметра,как зависимость погрешности от
частоты входного сигнала.Даже у упоминавшегося здесь монстра НР3458А,при заявленной поло-
се 1гц-10Мгц,погрешность 0,00.. нормируется в диапазоне 40-1000гц.Что происходит за этими
границами,не понятно (может,я плохо искал).И ещё важный параметр при измерении RMS вольт-
метром-коэффициент амплитуды.Упоминания об этом я не нашел вообще (опять таки,может пло-
хо искал,или он у них как то по другому называется). В советских СКЗ вольтметрах В3-57 погре-
шность нормировалась при коэффициенте амплитуды от 5 до 14, в зависимости от входной ампли-
туды, в В3-59-от 7 до,примерно 20.Преобразователь Сухова,собраный на оригинальных комплек-
тующих,имеет погрешность 0.2-04% до 700-800 Кгц, до 2 Мгц возрастает до,примерно,1%,дальше
всё валится вниз.Это при синусоидальном сигнале и максимальной амплитуде на входе.При коэф-
фициенте амплитуды до 15 погрешность остаётся в допуске (при Uвх=0,1 Uмакс). Все эти пара-
метры обмерял сам,лично.
Аватара пользователя
Леонид Иванович
Друг Кота
Сообщения: 4779
Зарегистрирован: Сб апр 02, 2011 12:40:46
Откуда: Минск
Контактная информация:

Re: Модернизация советских цифровых вольтметров типа В7-хх

Сообщение Леонид Иванович »

SM898 писал(а):И ещё важный параметр при измерении RMS вольтметром-коэффициент амплитуды. Упоминания об этом я не нашел вообще (опять таки,может плохо искал,или он у них как то по другому называется).


Crest factor.
Аватара пользователя
SM898
Вымогатель припоя
Сообщения: 631
Зарегистрирован: Вс июл 21, 2013 16:24:58
Откуда: Юг Руси.

Re: Модернизация советских цифровых вольтметров типа В7-хх

Сообщение SM898 »

Спасибо.Но смотрел только на русскоязычных сайтах.Там никакого крестфактора не встретил.
Mickle
Поставщик валерьянки для Кота
Сообщения: 2337
Зарегистрирован: Чт сен 09, 2010 07:32:24
Откуда: г. Рыбинск

Re: Модернизация советских цифровых вольтметров типа В7-хх

Сообщение Mickle »

Вряд ли на русскоязычных сайтах можно ожидать полные ТТХ рассматриваемых приборов.
По крайней мере среди сотни с лишним спецификаций на настольные мультиметры разрядностью более 5,5 декад (Takeda Riken/Advantest/ADCMT, APPA, Datron/Wavetek/ Philips/Fluke, HP/Agilent, Keithley, Metra Blansko, Prema, Racal-Dana, Rigol, Rochar, Solartron/Schlumberger, Thurlby, Time Electronic, Transmille, Yokogawa) я нашёл лишь пару-тройку, в которых не указан crest factor. В остальных указано всё, что положено, включая частотные диапазоны.
62256
Прорезались зубы
Сообщения: 225
Зарегистрирован: Сб сен 29, 2007 17:06:15

Re: Модернизация советских цифровых вольтметров типа В7-хх

Сообщение 62256 »

Леонид Иванович писал(а):Это не так. Очевидный пример - случай входного сигнала с частотой, кратной Fs. Амплитуда исказится и станет равной нулю. Или, допустим, двухчастотный входной сигнал 1/4 Fs + 3/4 Fs. В результате наложения спектров обе составляющих окажутся на одной частоте (1/4 Fs), а амплитуда будет зависеть от начальной фазы сигналов. И таких комбинаций можно привести множество.

алиасы намного сильнее влияют на достоверность работы цифровых осциллографов. Хотя бы потому, что у них короткое время захвата (поскольку надо в память засунуть каждую выборку). Тем не менее, ЦЗО продаются и вытеснили аналоговые. В случае вольтметра - можно почти секунду молотить на мегавыборках, используя всего десяток байтов ОЗУ. И в этих условиях, с учетом естественного (не говоря уже об преднамеренном) дрожжания тактовой частоты - алиасы не проявятся.

Леонид Иванович писал(а):Нужно заметить, что вольтметр по ссылке выше (Agilent 3458A) имеет наилучшую точность для произвольного входного сигнала как раз при использовании обычного аналогового RMS-преобразователя. А в вычислительном режиме высокая точность достигается лишь для периодических сигналов, где используется стробоскоп.

наивысшая точность (для периодического) у него в режиме синхронной оцифровки поскольку захватывается целое число периодов. Но, также, там есть третий режим - произвольная оцифровка, который я и имею ввиду. С совсем неплохими параметрами, причем - гарантированными, несмотря на 10МГц полосу при низкой Fd.

По поводу коэффициента амплитуды - он большой у сигналов с высокой скважностью, а эти сигналы в свою очередь имеют широкий спектр (вернее, относительно бОльшая энергия навалена дальше по спектру, чем у меандров всяких). Поэтому сочетание большого коэф амплитуды и частоты вблизи граничной - неизбежно вызывет погрешность. Ну и главное - динамический диапазон. У термопроволочек и транзисторных искривителей - динамический диапазон слабенький. А вот в цифре - такой проблемы нет, сколько смог АЦП - столько и обсчитали, хоть плавучкой, хоть целыми.
Аватара пользователя
Леонид Иванович
Друг Кота
Сообщения: 4779
Зарегистрирован: Сб апр 02, 2011 12:40:46
Откуда: Минск
Контактная информация:

Re: Модернизация советских цифровых вольтметров типа В7-хх

Сообщение Леонид Иванович »

62256 писал(а):И в этих условиях, с учетом естественного (не говоря уже об преднамеренном) дрожжания тактовой частоты - алиасы не проявятся.


Для большинства входных сигналов не проявятся. Хотя получается не совсем честный прибор - может и соврать :)
Аватара пользователя
SM898
Вымогатель припоя
Сообщения: 631
Зарегистрирован: Вс июл 21, 2013 16:24:58
Откуда: Юг Руси.

Re: Модернизация советских цифровых вольтметров типа В7-хх

Сообщение SM898 »

Как и цифровой осциллограф.Нет-нет,да и сбрешет.Причём, в самый неподходящий момент.
Аватара пользователя
Леонид Иванович
Друг Кота
Сообщения: 4779
Зарегистрирован: Сб апр 02, 2011 12:40:46
Откуда: Минск
Контактная информация:

Re: Модернизация советских цифровых вольтметров типа В7-хх

Сообщение Леонид Иванович »

С осциллографом все в руках пользователя. Если включить медленную развертку и не использовать пикового детектирования, то нужно быть готовым к "веселым картинкам" при широкополосном входном сигнале. А вольтметр просто показывает некое число, когда в нем нужно сомневаться, а когда - нет?
62256
Прорезались зубы
Сообщения: 225
Зарегистрирован: Сб сен 29, 2007 17:06:15

Re: Модернизация советских цифровых вольтметров типа В7-хх

Сообщение 62256 »

Леонид Иванович писал(а):С осциллографом все в руках пользователя. Если включить медленную развертку и не использовать пикового детектирования, то нужно быть готовым к "веселым картинкам" при широкополосном входном сигнале. А вольтметр просто показывает некое число, когда в нем нужно сомневаться, а когда - нет?

в осциллографе нельзя пиковый режим сделать единственным. А в цифровом СКЗ вольтметре - сделать слегка random sampling можно даже без выбора пользователем.
Аватара пользователя
Леонид Иванович
Друг Кота
Сообщения: 4779
Зарегистрирован: Сб апр 02, 2011 12:40:46
Откуда: Минск
Контактная информация:

Re: Модернизация советских цифровых вольтметров типа В7-хх

Сообщение Леонид Иванович »

Все равно почем-то не кажется очевидным, что любительский вольтметр нужно строить по вычислительной схеме. Основу вольтметра, скорее всего, будет составлять сигма-дельта АЦП 16 - 24 разряда, чтобы получить хорошую точность. А скорость у него невысокая. Ему нужен внешний широкополосный УВХ, хотя все равно статистика будет никакая. Вообще, RMS-измерения в радиолюбительской практике нужны очень редко. Средневыпрямленный AC-вольтметр - еще куда ни шло (АЧХ посмотреть, коэффициент передачи замерить). А вот RMS - как-то и не представлю, зачем он. В любом случае, вполне хватит интегральных преобразователей (полностью аналоговых, как у ADI, или на основе сигма-дельта, как у LT).
Аватара пользователя
SM898
Вымогатель припоя
Сообщения: 631
Зарегистрирован: Вс июл 21, 2013 16:24:58
Откуда: Юг Руси.

Re: Модернизация советских цифровых вольтметров типа В7-хх

Сообщение SM898 »

"А вот RMS - как-то и не представлю, зачем он."

Например,при измерении отношения сигнал-шум.При измерении шума обычнным АС и СКВ вольтметром
результаты довольно сильно разнятся. Или при измерении мощности негармонического сигнала.
62256
Прорезались зубы
Сообщения: 225
Зарегистрирован: Сб сен 29, 2007 17:06:15

Re: Модернизация советских цифровых вольтметров типа В7-хх

Сообщение 62256 »

Любительскому широкополосному СКЗ вольтметру хорошая точность действительно не нужна. А плохую точность обеспечивают цифровые осциллографы, в которых во всех уже есть RMS и цикловый, и оконный.
Аватара пользователя
Andrew Martin
Вымогатель припоя
Сообщения: 606
Зарегистрирован: Вт июн 25, 2013 18:45:07

Re: Модернизация советских цифровых вольтметров типа В7-хх

Сообщение Andrew Martin »

"Любительскому широкополосному СКЗ вольтметру хорошая точность действительно не нужна. А плохую точность обеспечивают цифровые осциллографы, в которых во всех уже есть RMS и цикловый, и оконный."

Вот только цифровой осциллограф есть далеко не у всех любителей :(
Мы здесь сравнивали UT71 и вольтметр Сухова, и пришли к выводу, что вольтметр Сухова выигрывает по всем параметрам. Если адаптировать аналоговую часть от вольтметра Сухова под современную элементную базу и прикрутить к ней например ICL7135 (или даже 7106), получится доступный прибор, который устроит многих (меня так уж точно :) ).

"Сейчас RMS может посчитать сам контроллер, по примитивной формуле. При этом, частота дискретизации АЦП может быть на порядки ниже частоты сигнала. Важна только апертура АЦП, то есть перед медленным АЦП необходимо быстрое УВХ."

Выше Леонид Иванович уже рассказал о недостатках этого метода.
В любом случае АЦП должен быть достаточно быстрым. На встроенном АЦП например ATMEGA88 не посчитаешь СКЗ до 2МГц с точностью вольтметра Сухова, иначе жизнь была бы слишком лёгкой :) При измерении СКЗ например белого шума схемой "медленный АЦП+быстрое УВХ" даже Вы, 62256 , не сможете оценить погрешность.
Хотя даже любитель может собрать СКЗ вольтметр на промышленную частоту на какой-нибудь атмеге, но к сожалению не встречал ни одной нормальной законченной конструкции на эту тему. Может быть потому, что такой вольтметр из-за малой частоты дискретизации не в состоянии будет адекватно учесть,скажем, искажения формы, вызванные помехами от импульсных блоков питания.

И не следует считать, что термоэлектрический метод - это атавизм из 70х. Термоэлектрическим методом можно измерить СКЗ (точнее мощность) от постоянного тока и до 10-20ГГц. Цифровые методы до этих частот доберутся нескоро (если вообще доберутся).
veejut
Потрогал лапой паяльник
Сообщения: 344
Зарегистрирован: Вс авг 22, 2010 20:43:41
Откуда: г.Краснодар

Re: Модернизация советских цифровых вольтметров типа В7-хх

Сообщение veejut »

62256 писал(а): цифровые осциллографы, в которых во всех уже есть RMS и цикловый, и оконный.

Да? :) И Вы в качестве примера смогли привести хотя бы одну модель? :beer:
P.S.Разумеется такие приборы существуют(осциллографы с функцией измерения RMS,а не "цикловые" и "оконные" вольтметры),но вряд ли их обсуждают на этом форуме...
Спасибо.
62256
Прорезались зубы
Сообщения: 225
Зарегистрирован: Сб сен 29, 2007 17:06:15

Re: Модернизация советских цифровых вольтметров типа В7-хх

Сообщение 62256 »

veejut писал(а):Да? :) И Вы в качестве примера смогли привести хотя бы одну модель? :beer:
P.S.Разумеется такие приборы существуют(осциллографы с функцией измерения RMS,а не "цикловые" и "оконные" вольтметры),но вряд ли их обсуждают на этом форуме...
Спасибо.

на этом форуме обсуждают осциллографы и за тысячи долларов.
Но даже в USB осциллографе за 70$ - есть измерение RMS. Модели называть не буду, как минимум три из многократно обсуждавшихся_на_этом_форуме - укладываются в эту цену.
А "цикловое" / "оконное" - это чтобы RMS измерять по целому количеству периодов. Чтоб точнее было.
62256
Прорезались зубы
Сообщения: 225
Зарегистрирован: Сб сен 29, 2007 17:06:15

Re: Модернизация советских цифровых вольтметров типа В7-хх

Сообщение 62256 »

ну вот, к примеру, заходим на фирму Прист (Москва). Поскольку Прист - спонсор этого форума, думаю можно.
Осциллографы: http://prist.ru/produce.php/e-cat/meas. ... illoscopes
Берем самый дешевый, внесенный в Госреестр, ЦО пристовской торговой марки АКИП: http://prist.ru/produce.php/card/meas.h ... additional
АВТОМАТИЧЕСКИЕ
ИЗМЕРЕНИЯ
По вертикали Пик-пик, амплитуда с.к.з., максимальное, минимальное, «высокий»
уровень, «низкий» уровень, среднее, среднеквадратическое, выбросы
на вершине и в паузе
Аватара пользователя
SM898
Вымогатель припоя
Сообщения: 631
Зарегистрирован: Вс июл 21, 2013 16:24:58
Откуда: Юг Руси.

Re: Модернизация советских цифровых вольтметров типа В7-хх

Сообщение SM898 »

Вообще то,там цена почти 9 тыр,с доставкой будет около 10.А за 70 енотов-это не то,что Мастер Кит
лепит.Так то вообще не осциллограф.Хотя,если очень хочется,и есть возможность оторвать такую
сумму от семейного бюджета, на ебее за 10-11 тыр можно взять полноценный,с экраном и со всеми
делами,типа 2 канала,100 Мгц и т. д.Не забывайте,что большинство радиолюбителей платят за свои
увлечения из СОБСТВЕННОГО,не очень сильно набитого кармана.Тем,у кого карман набит сильно,
радиолюбительство ни к чему,у них другие интересы.
Хотя есть ещё и третья сторона-это увлечённые профессионалы,за увлечения которых платит конто-
ра,где они работают.Для них это эагадка-если человеку хочется(нужен)прибор,почему он его не
покупает.
Аватара пользователя
Дмитрий М
Друг Кота
Сообщения: 6620
Зарегистрирован: Чт дек 29, 2005 00:18:30
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Модернизация советских цифровых вольтметров типа В7-хх

Сообщение Дмитрий М »

Долго смотрю на эту тему.. имхо измерение (достоверное) RMS это в общем-то и есть удел профессионалов, которым этот прибор или оплачивает работа или договор, по которому они эту тему делают. В конце концов если очень хочется на барахолке полно тех же В3-59 и тому подобных... если конечно тема измерения RMS не есть единственная и самодостаточная цель. В 99,9% это просто один из этапов разработки и посвящать оснастке под это своё время.. верный способ угробить всю тему.
Ничто так не укрепляет взаимное доверие, как 100% предоплата! Дмитрий, ex-RK3AOR.
Ответить

Вернуться в «Измерения»