AD8307 калибровка

balmer

Надоело мне мучаться с шумами в своих схемах неизвестной величины, и решил собрать простейший измертель шума на AD8307. Собрать то собрал, взял схему как в даташите и прикрутил на выход стрелочный индикатор. Но вот не знаю как это чудо откалибровать. Для больших напряжений взял синусоидальный генератор и осциллограф. Получилось более-менее точно откалибровать в диапазоне 50 mV - 5 V.

Но вот как калибровать для более низких напряжений - не знаю. Дело в том что ниже 5 mV у меня шумы на осциллографе не опускаются в квартире, да и этот прибор показывает что шумов дохрена. Естественно есть 50 герц составляющая и 1 мегагерц чистый синус откуда то берется.

Есть вариант съездить на дачу, где нет электричества. Там судя по показаниям этого прибора шумы сильно меньше, когда нет электричества 220 V. Но если включаю инвертор с его прямоугольными 50 герц, то шумов становится опять прилично.

Так что вопрос - как откалибровать измеритель шумов на логарифмическом усилителе-детекторе AD8307? Потому как меня интересует диапазон 100 микровольт - 10 милливольт....

Реклама

woosterstring

Пока что не возникала подобная задача, но не раз наталкивался на статьи аналогичной тематики,
правда англоязычные, например http://www.qrp.pops.net/RF-workbench-5.asp.
Где-то видел сложные, как по мне, цифровые доработки AD8307 - от ЖКИ до USB, наверняка их авторы сталкивались с такой задачей.

Реклама

Дмитрий М

AD8307 и вопросы связанные с измерением шумов наиболее подробно освещались на форумах укв портала www. vhfdx.ru несколько лет назад. В общем случае стоимость калиброванных источников шума стремится к бесконечности а возможность ими воспользоваться к нулю. Ну и собственно сам вопрос абстрактен... шум с каким уровнем, в какой полосе, с какой точностью... Наиболее реально откалибровать по синусоиде с поверенного промышленного генератора, это более доступно чем источники шума с калиброванным выходом.

balmer

Дмитрий М писал(а):Ну и собственно сам вопрос абстрактен... шум с каким уровнем, в какой полосе, с какой точностью...

Шум 100 микровольт - 10 милливольт скажем синусоидальный. Диапазон не важен, потому как эта микросхема от 1 кгц до 100 мгц показывает практически индентичные результаты. Меня интересуют восновном частоты 1-5 мгц, ибо на них основной шум моих цифровых устройств сосредоточен.

Просто генератором не получится измерять такие шумы. Ложим заземленный провод около входа микросхемы.У меня провода неэкранированные от входа длинной 5 сантиметров. И уже стрелка прибора отклоняется от нуля на десяток децибел. Это на даче, где нет электричества и отличное заземление. В городе, где нет заземления на 220 вольт - вообще ад творится, можно пассы руками водить на расстоянии 10-20 см от проводов и уже стрелка двигаться будет. И это надо учитывать что входное сопротивление AD8307 не высокое, около килоома.

Я даже думаю - не сделать ли ради прикола детекторный приемник на этой микросхеме

Реклама

balmer

woosterstring писал(а): например http://www.qrp.pops.net/RF-workbench-5.asp

Спасибо за ссылку, там все очень понятно описано. В принципе как и ожидалось - генератор на нужную частоту с небольшой амплитудой. И аттенюаторы хорошо экранированые. Естественно только батарейное питание и подальше от шумов цивилизации.

Реклама

woosterstring

Очень интересно, может потом расскажите о своих наработках...
Как раз по отношению к цифровым устройствам. Постоянно сталкиваюсь с необходимостью защиты МК по питанию, там где количество емкостей ограничивается искробезопасностью. Правильную разводку никто не отменял, но до сих пор побаиваюсь переводить всё массово на STM, в большинстве используем AVR, MSP. Есть, правда, любители (от начальства) поднести антенну передающей радиостанции (эквив. ~20Вт, 150МГц) прямо к кварцу на плате, и сказать после - не работает

.

Реклама

El_Gato

balmer писал(а):не сделать ли ради прикола детекторный приемник на этой микросхеме

Уже сделали, в Голландии

Всеволновый инфрадин со сплошным перекрытием частот.

http://the-mostly.ru/misc/018_radio_receiver.html

balmer

woosterstring писал(а): Как раз по отношению к цифровым устройствам. Постоянно сталкиваюсь с необходимостью защиты МК по питанию, там где количество емкостей ограничивается искробезопасностью.

У меня к сожалению интересы немного в другой плоскости. Люблю измерять все. А в последнее время жестко столкнулся с тем, что увеличения точности измерения требует устранения помех. Причем шумит все - от сети 220 вольт по квартире летает 20 вольт частоты 50 герц и 300 милливольт частоты 1 мгц. Естественно когда ставишь на плату ICL7660 инвертор напряжения, то тоже жуткие шумы. От дисплеев вроде Nokia 3110 тоже шумы конкретные, вроде потребляет эта фиговина 300 мка, а шумит как ICL7660 практически с нагрузкой в 5 ма.

Причем не особо косячу в схемотехнике. Для меня большой шум - это 100 мкВ. Измерение шумов поэтому важная вещь. Там иногда достаточно элементарных вещей, например выносишь ICL7660 на отдельную платку, ставишь с каждой стороны от проводов 100 nF и уже индуктивности 10 см провода хватает, чтобы снизит шумы в 3 раза.

А просто ставить емкости кстати помогает не слишком. На одной неудачной конструкции все истыкал емкостями в 100 nF, и все равно шумы ниже 2 мВ не опустились.

woosterstring

Вот это мне, честно, не понятно, шумы 2мВ. Где шумы, в каких цепях, что меряется, чем эти шумы наблюдаются, что стоит после 7660/62 кроме фильтров, на чём построено питание. А то, бывает, осциллографом смотрят с щупами по метру, без экрана, с вносимой паразитной ёмкостью 100-200пФ... Я, например, с тензодатчиками в диф. и недиф. включении сталкиваюсь и т.п. Так полезный сигнал бывает 50мкВ и ниже. Тут и требования к питанию, и к опорному, и к обвязке АЦП, и к схемотехнике. Так что иногда нужно пересмотреть методы измерений, глянуть на устройство в целом. Ведь заземлён/незаземлён корпус ещё не показатель. А вот насчёт 10,100,1000n у корпуса по питанию ... так это требование обязательное, как и раздельное питание для цифровой/аналоговой части. Но тантал никто не отменял, доступной керамике X7R(Y5V) во многом ещё очень далеко. И, опять же, от индуктивности проводов нужно уходить. Во многих схемах это чревато возникновением паразитной генерации, что иногда можно принять за шумы. А иногда даже незначительная индуктивность дорожки при большом токе и частоте может привести к выгоранию/перегреву чего-либо, всё зависит от приложения. К тому же, неэкранированный провод можно рассматривать как антенну. Опять же, в измерительных схемах, например в AFE микросхемах для счётчиков электроэнергии (как и большинстве АЦП), всегда есть строенные фильтры на 50/60 Гц. Но объективно оценить что-либо без конкретной схемы/задачи невозможно. Но самое главное - ниже плотности шума источника сигнала никогда не опуститься. Многое зависит от несовершенства первичных преобразователей (датчик, транзистор, точка в схеме и т.д.), а равно и вносимых искажений схемами обработки сигналов (например, тепловые шумы и смещения, нелинейность характеристик усилителей).

balmer

А теперь практический вопрос. Никак не могу определиться какой генератор сделать. Хочется низкую амплитуду сигнала (десятки милливольт), невысокую частоту и близкий к синусу выходной сигнал. Скажем можно собрать что-то подобное на часовом кварце и стандартной логике? Ну либо на кварце и транзиторах?

Низкую частоту хочу, чтобы резистивным делителем хорошо делилась и паразитная емкость не сильно мешала. Низкая амплитуда по той-же причине - чтобы случайно не пролез сигнал каким либо обходным путем.

VT1 · Сообщение **VT1** » Пн июл 29, 2013 18:34:14

balmer писал(а):генератор сделать. Хочется низкую амплитуду сигнала (десятки милливольт)

На германиевых транзисторах в барьерном режиме.
На германиевых амплитуда будет меньше, чем на кремниевых.
Вот наподобие этих.
http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php? ... 5#p1010275

aen писал(а):Вот гетеродин из книжки
Степанов Б.Г. Лаповок Я.С. "Любительская радиосвязь на КВ"
Скачать можно здесь.
https://sunduk.radiokot.ru/loadfile/?load_id=1287557791

http://savepic.su/576362.jpg

Здесь гетеродин по подобной схеме и описание более подробное.
http://www.cqham.ru/vfo.htm
Его конструкция.
http://www.cqham.ru/vfo.htm#%D0%9A%D0%B ... 0%A3%D0%9D

И здесь подобное обсуждали.
http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=28&t=87049

balmer

Lazy писал(а):На германиевых транзисторах в барьерном режиме.
На германиевых амплитуда будет меньше, чем на кремниевых.

Да, спасибо. Попробую сегодня. Правда вставлю то что есть. А есть BC856.

На этой платке очень удачно вытравить получилось, поверхность блестящая.

P1020917.JPG: ЛУТ; (55.04 КБ) 488 скачиваний

VT1 · Сообщение **VT1** » Вт июл 30, 2013 12:03:46

balmer писал(а):Попробую сегодня.

Форма сигнала зависит от тока через транзисторы. На схеме он R1
Ток нужно подобрать минимальный при котором еще не срывается генерация. В этом случае сигнал практически синусоидальный.
Нужно еще учесть, что нагрузочная способность этого генератора довольно низкая, поэтому там и стоит буфер на полевом транзисторе, хотя буфер можно сделать и на биполярном со слабой связью. Недостаток этого, что при перестройке немного меняется амплитуда, но если диапазон перестройки небольшой, то будет все нормально.

balmer

Отчитываюсь, что получилось.
Выглядит все это так.
Приставка к аналоговому мультиметру

Генератор синусоидального сигнала

В аттаче схемы, если кому интересно.

Синусоидальный генератор взял из этой схемы. Правда при питании 3 вольта и резисторе 1 ком размах сигнала был 1.3 вольта. Даже при таком размахе получалась красивая синусоида. Поставил резистор 5.6 ком, при котором получилось 400 милливольт.

Настраивал на даче, где электричества нет. Нормальный логарифмический диапазон получается примерно от 1 миливольт до 2 вольт входного сигнала. Немного не понимаю почему нижняя граница 1 миливольт, вроде по даташиту должна быть порядка 100 микровольт. Впрочем пожалуй лучшего разрешения и не надо. У меня на входе примерно 7 см неэкранированного провода. В квартире, где есть 220 вольт, уже невозможно получить нулевые показания даже если соединить щупы вместе. Так что смысла в большей точности нет.

balmer

И на сладкое - измерение ESR и миллиомов используя этот прибор. Логарифмическая шкала - это круто, там для сопротивлений меньше 30 миллиом - пол шкалы.

На фотке - измеряю сопротивление куска провода 2.5 мм2 и длинной порядка 5 см. Причем уровень шумов в 30 раз ниже, чем уровень сигнала. Логарифмическая шкала, все хорошо видно, ноль не уходит по дизайну. Причем теоретически так как мощный сигнал идет через одни клеммы, а снимается через другие - то качество контакта не очень сильно влияет на результат.

Взял блок преобразующий 220->12 V. Прикрутил 1 виток на трансформатор, и получился мощный 1 вольт 50 кгц осцилятор, как раз чтобы амперы через миллиомы прокачивать. Ограничил ток резистором на 0.25 ома. Лампочка - чтобы блок питания запустился, не хочет он без нагрузки работать.

Если хорошо изолировать провода, то наверно десятые доли миллиома можно мерять надежно.