Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
AdexAdex
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

wykonanie układu do pomiaru pojemnosci złącza p-n

Davidus 21 Maj 2009 18:05 6380 59
  • #31
    Davidus
    Poziom 10  
    Pochodze jutro po sklepach elektronicznych i popytam czy mozna kupić własnie cały taki moduł z interfejsem 232. A mogłbys mi to co mówisz pokazać na jakimś schemacie? Ja bardziej cos zrozumiem jesli to widze na jakims obrazku itp. Z góry dziekuje
  • AdexAdex
  • #32
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Przecież masz schematy w opisie DAC0800, podałem ci numery rysunków...

    Ale będziesz jeszcze potrzebował zrobić generator rezonansowy na tranzystorach,
    i pewnie warto zajrzeć do jakiegoś podręcznika, jak się to robi, żeby generowało
    taką częstotliwość, na jaką jest obwód rezonansowy; pewnie miałoby sens zrobienie
    dwóch generatorów i mieszanie (zdudnianie) ich częstotliwości, żeby ich różnicę
    podać na wejście karty dźwiękowej w komputerze, i mierzyć ją komputerem.
    To będzie bardziej złożone zadanie, niż sterowanie kwazistałym napięciem.
  • AdexAdex
  • #33
    Davidus
    Poziom 10  
    A tak sie zastanawiam czy nie dałoby sie czegos takiego zrobic na usb? zamiast na port równoległy? A co do tego generatora to masz na mysli cos takiego? http://en.wikipedia.org/wiki/Multivibrator tylko teraz nie bardzo rozumiem w którym miejscu mogłbym ta diode(złącze p-n) podłączyc zeby to mierzyc?
  • #34
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Hm... nie uczyłeś się w szkole o układach Colpittsa, Hartleya, Meissnera? Nie wiem, czy to przypadek, ale pierwszy
    używa pojemności (C), drugi indukcyjności (mierzonej w H), trzeci indukcyjności wzajemnej (M) - łatwo zapamiętać.
    Kolejność wynalezienia była "antyalfabetyczna": Meissner 1913, Hartley 1915, Colpitts 1918.

    Co prawda te układy się nie nadają - choć są lepsze, niż to ze wzmacniaczem operacyjnym - ale może razem z nimi
    gdzieś są opisane lepsze układy, takie które stosuje się jako generatory w nadajnikach i odbiornikach radiowych.

    Z USB to będzie taki problem, że trzeba zrobić coś, z czym można "pogadać" przez USB - np. użyć jakiegoś µC.

    Z PCF8591 można "pogadać" przez port szeregowy (+ jakiś interfejs na tranzystorach do dopasowania napięć).
  • #35
    Davidus
    Poziom 10  
    Masz jakąś koncepcje jakby mozna było zmodyfikować taki układ zeby był wporządku? juz bez tego całego przetwornika. Zajmijmy sie samym układem rezonansowym
  • #37
    Davidus
    Poziom 10  
    Okej, mam taki generator i co dalej? Zwiekszam lub zmniejszam mu napięcie potencjometrem i wykonuje pomiar czestotliwosci? Prosze narysuj mi ten schemat. Jak to bedzie wygladał w całosci ten układ rezonansowy z dołączoną badana diodą
  • #38
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Może schemat na tranzystorze z niemieckiej wersji, mierzona dioda zamiast C1, albo równolegle do niego.
    Żeby napięcie diody nie było takie, jak napięcie bazy, trzeba je oddzielić kondensatorem między C2 i R2.
    Napięcie polaryzacji diody podajesz na górny koniec L1 przez nie za mały opornik - żeby nie tłumić drgań.

    Jeszcze coś znalazłem: Vačkář oscillator. Mierzona dioda jako C0. I kondensator podobnie jak dla Clappa.
    Albo nieco prostszy generator Seilera - była o nim mowa na forum. I poczytaj ten artykuł Vačkářa.
    Znalazłem jeszcze patent Vačkářa - może też warto przeczytać, może jest tam jakiś dobry schemat.
    Oficjalny link do tego patentu: http://patft1.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?patentnumber=2706249
  • #40
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Generator do pomiaru pojemności jest w układzie Seilera - trochę gorszy od Vačkářa (choć lepszy od Clappa,
    który ma mały zakres przestrajania). Problemem jest amplituda na mierzonej pojemności: kilka V - pojemność
    złącza P-N jest nieliniowa, i należy ją mierzyć niskim napięciem. I częstotliwość - w katalogu podają 1MHz,
    a tu jest 30-60kHz - pytanie, jak to wpłynie na dobroć "kondensatora", czy generator będzie z nim działać.
  • #41
    Driver-
    Poziom 38  
    Generator który będzie dawał niskie napięcie na złącze P-N bez problemu można zrobić. Nie musi to być generator Meissner'a , Hartley'a, Colpitts'a czy Clapp'a możne być dowolny inny. Do działania jakiegokolwiek generatora muszą być zachowane dwie zależności amplitudy i fazy. Może to być np. coś takiego.

    wykonanie układu do pomiaru pojemnosci złącza p-n

    Działania chyba nie muszę tłumaczyć. Ograniczę się tylko do paru ważnych rzeczy. Sygnał z kolektora Q2 wchodzi na korektor R5, C5÷C8. Korektorem tym ustawia się równomierność charakterystyki. Kondensatorem C10 koryguje się poziom dla najniższej częstotliwości. Po korektorze sygnał trafia na tłumik R2 R3. Po tłumiku napięcie podawane jest jednocześnie na wejście BF245 i przez sprzężenie transformatorowe L2/L1 na układ rezonansowy cewki L1 dzięki czemu układ działa na częstotliwości ustalonej przez indukcyjność uzwojenia wtórnego cewki L1 ~100µH, kondensator C2 C3 i dołączoną pojemność Cx złącza mierzonej diody lub tranzystora. Tłumik obniża napięcie do takiej wartości aby po transformacji z L2 na L1, napięcie na wejściu Cx nie przekraczało ~100mV, Tranzystory muszą mieć odpowiednie wzmocnienie aby dodatnie sprzężenie zwrotne nie było zbyt słabe, ponieważ układ się nie wzbudzi. Należy też dobrać przekładnię uzwojeń L1/L2 w mniej więcej 2÷2,5. Cewkę można nawinąć na toroidalnym rdzeniu ferrytowym z materiału 4C65 (FERROXCUBE). Aby poprawić stabilność generatora w funkcji temperatury można dobrać TWP (Temperaturowy Współczynnik Pojemności) kondensatora C3, jeśli by Ci się chciało bawić. Kondensatorem C2 ustala się wstępnie górną częstotliwość generatora ~2MHz bez dołączonego Cx. Dolna częstotliwość graniczna ~400kHz przy Cx 1500p. Tranzystor Q3 to separator, aby włączenie obciążenia bezpośrednio nie wpływało na poziom napięcia dodatniego sprzężenia zwrotnego. Oczywiście dobrze jest dać przerzutnik Schmitta zaznaczony jako A1 jeśli generator miał by pracować z µC. Wejście POL służy do podłączenia napięcia polaryzacji złącza.
  • #42
    _jta_
    Specjalista elektronik
    BF245C nie nadaje się do takiego układu - nie będzie poprawnie działał, ma prawo nie działać przy tak niskim napięciu zasilania.
    Przy zasilaniu 5V mógłby działać BF245B, ale wymagałby opornika w źródle, albo zmniejszenia opornika przy drenie do 80R.
    Natomiast BF245A ma szansę działać (i nawet on będzie żarł sporo prądu - bez ujemnej polaryzacji bramki może do 6.5mA,
    i powinien wtedy mieć napięcie dren-źródło ponad 2.2V - czyli opornik w drenie nie powinien być większy, niż 400R).

    Jest ryzyko, że w układzie wzbudzą się drgania pasożytnicze o częstotliwości innej, niż własna obwodu rezonansowego
    - jeśli sprzężenie cewek będzie za słabe. Poza tym, generatory mają zwyczaj generować częstotliwość nieco różną od
    własnej obwodu rezonansowego, i na dodatek ta częstotliwość pływa - dlatego zasugerowałem generator Vačkářa, który
    pod tym względem jest najlepszy (częstotliwość generowana jest bliska częstotliwości własnej obwodu rezonansowego).

    Myślałem, żeby raczej zastosować regulację punktu pracy tranzystora w generatorze; ty wykorzystałeś obcinanie sygnału.
  • #43
    Driver-
    Poziom 38  
    BF245C będzie działał jak i BF245B ale oba tranzystory przy takim małym napięciu (jakieś 1,2-1,4Vds) zamiast wzmacniać będą tłumić czyli będą mieć ujemne wzmocnienie, przy czym BF245B tłumił będzie nieco mniej. Praktycznie nie ma znaczenia wzmocnienie I-go stopnia bo dwa następne to nadrabiają. Chodziło mi tylko o odwrócenie fazy i jak najmniejsze obciążenie obwodu rezonansowego. Stąd FET na wejściu i tłumik o dużej Zwe/Zwy. Jeśli chodzi o sprzężenie L2-L1 to nawinięcie na toroidzie ma tą dobrą stronę że praktycznie jest bliskie 1 przy minimalny rozproszeniu pola, można go dodatkowo umieścić w ekranie razem z C2 i C3. Jeśli cewki będą miały odpowiednią dobroć (mało zwojów drutem DNE0,4-0,6mm, wskazane nawinięcie na rdzeniu o dość dużym AL, to rezonans własny LL1 - CwL1 będzie dużo wyżej od najwyższej F generatora a 1 i 2 harmonicznej nie ma co brać pod uwagę. Inne sprzężenia przy wzmacniaczu oporowym nie są raczej możliwe, trzeba by go było maksymalnie z chrzanić.
  • #44
    Davidus
    Poziom 10  
    Czyli Panowie, dzieki za starania a teraz prosze zeby mi ktoś z Was podał, najlepiej własnie na rysunku jak Driver, zaprojektowany układ. Jak to ma wygladać bo czas do kiedy moge to wykonać nieubłagalnie zbliża sie do końca a ja mam kilka koncepcji ale nie wiem którą wybrac:(
  • #45
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Davidus - to może przedstaw te koncepcje? Albo wypróbuj wszystkie, i sprawdź, która najlepsza.

    Driver- - myślę, że można by zrobić generator ze wzmacniaczem oporowym z jedną cewką.
    Obciążenie obwodu rezonansowego przez tranzystor w tak nietypowym punkcie pracy może
    okazać się całkiem spore - żeby było małe, powinien być BF245A i opornik w jego źródle.
  • #46
    Davidus
    Poziom 10  
    Prosze o konkretne schematy bo ja jestem zielony. Nie moge wypróbować wszystkich, musze wybrać te najlepszą. Te koncepcje to taki układ jaki tutaj na początku całego tematu zaprezentowałem, z zastosowaniem tego moduły avt-391, ten mickoprocesorowy miernik pojemności i indukcyjności, jeden z generatorów który Ty proponowałes no i teraz schemat którzy przedstawił Driver
  • #47
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Nie napisałeś, do czego to jest potrzebne - rozumiem, że uczysz się na jakiejś uczelni,
    jeśli to jest zadanie do zrobienia w ramach studiów, to chyba po to, żebyś TY się czegoś
    przy tym nauczył - nie tylko ci, którzy ci podpowiadają na forum, jak to można zrobić. ;)
  • #48
    Davidus
    Poziom 10  
    Jak nie napisałem do czego potrzebne? Mam wykonać układ do pomiaru pojemności złącz p-n metoda rezonansową. zaproponowałem układ na poczatku to napisaliscie ze jest on do niczego wiec prosze o zaprojektowanie takiego który wg Was bedzie dobrze działał. Na elektronice znam sie tak sobie. Do tego całego pomiaru mam napisany program który bedzie pobierał dane o napięciu i częstotliwości, przetwarzał je wg pewnych wzorów i rysowal wykres pojemnosci.
  • #49
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Najlepszy prawdopodobnie byłby taki układ: transformator (dwie sprzężone cewki, i to słabo sprzężone),
    na jedną podajesz sygnał z generatora (przestrajanego napięciem sterowanym z komputera), do drugiej
    podłączasz złącze, którego pojemność mierzysz (i tam również podajesz napięcie polaryzacji);
    i napięcia z obu cewek wzmacniasz, a następnie podajesz na detektor iloczynowy; dalej sygnał z tego
    detektora, uśredniony, na przetwornik ADC, i wynik do komputera.

    Komputer ma tak przestrajać generator (i odczytywać jego częstotliwość), żeby wartość napięcia
    z ADC przeszła przez 0 - to będzie przy rezonansie pojemności złącza i indukcyjności cewki.

    Ale osobna sprawa, na ile dobry układ jesteś w stanie uruchomić, bo im lepszy, tym trudniejszy...
    Najprościej jest zrobić generator na jednym tranzystorze i zasilać go małym prądem, żeby
    amplituda napięcia na mierzonym złączu była mała; można też ograniczać sygnał diodami...
  • #50
    Davidus
    Poziom 10  
    Eh musze mieć ten układ który tam na początku podałem, nie mam wyjścia. Prosze o pomoc w zaprojektowaniu go w eagle. Musze to mieć jak najszybciej:(
  • #51
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Nie bardzo rozumiem, na czym miałaby polegać ta pomoc - na początku pisałeś, że zrobiłeś to w eagle,
    pisałeś o jakiejś pracy inżynierskiej, do której rozumiem, że masz dostęp, a inni użytkownicy forum nie...
    a w tej pracy muszą być założenia tego projektu, bez których trudno byłoby go wykorzystać.
  • #52
    Davidus
    Poziom 10  
    To znaczy ze ja to eaglu sobie wykonałem schematic i board. Wysłałem kolesiowi do frezowania a on to skrytykował. Ja natomiast nie bardzo rozumiem o co mu chodzi bo nie napisał co jest nie tak. Mogłbyś to sprawdzić i ewentualnie poprawic?
  • #54
    Davidus
    Poziom 10  
    Eagle Light w wersji 5.6.0 otwiera te pliki. Jeśli tego nie otworzysz moge zamiescic jpg poprostu?
  • Pomocny post
    #55
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Nie bardzo mam teraz czas, i miejsce na dysku, na instalowanie nowego oprogramowania.

    A o co właściwie chodzi z tym sprawdzaniem? Ja mam nienajlepszy wzrok, więc do wypatrywania
    czegoś na obrazku niezbyt się nadaję - jeśli widzisz lepiej, niż ja, to i lepiej sprawdzisz. Patrzy się,
    czy: (1) elementy będą pasować tam, gdzie mają być umieszczone (rozstaw nóżek, miejsce - tak by
    wokół każdego było trochę luzu); (2) czy wszystko, co na schemacie jest połączone, jest połączone
    na płytce drukowanej; (3) czy na płytce nie ma połączenia, którego nie ma na schemacie.

    Każdemu połączeniu na schemacie przydzielasz nazwę (albo numer); robisz duży rysunek płytki, na
    którym zaznaczasz punkty lutowania, i (2) robisz tak, że przy jednym piszesz tę nazwę, a potem idziesz
    od niej wzdłuż ścieżek, i przy każdym punkcie lutowania, albo rozgałęzieniu ścieżki piszesz tę samą
    nazwę; a (3) - sprawdzasz każdy odcinek ścieżki, czy nie łączy dwóch jednakowych nazw. I gotowe.
  • #56
    Davidus
    Poziom 10  
    To nie jest obrazek tylko schemat i board zaprojektowany w eagle. Koleś sie do mnie doczepił ze jest cos nie tak z płytką;/ Nie czaiłem o co mu chodzi ale teraz juz wiem:) Nie pasowały mu grubości sciezek, to ze prowadzone były sciezki 2 stronne oraz rozmiar płytki.
  • #57
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników
    W tym pierwszym układzie to ta mierzona dioda to chyba jest nie w tym miejscu, bo przy zmianie polaryzacji to ten wzmacniacz dostaje do siebie prąd stały (szczególnie jak się diodę spolaryzuje w kierunku przewodzenia). Ona raczej powinna być włączona jak diody pojemnościowe w układach strojenia odbiorników czy przestrajania heterodyny - dioda anodą do masy i katodą przez kondensator do układu rezonansowego (już zestrojonego wcześniej na jakąś ludzką częstotliwość) a napięcie polaryzacji podajemy w punkcie wspólnym kondensatora separującego i katody mierzonej diody. Przy pomiarze mierzymy odstrojenie układu od znanej częstotliwości.

    A w ogóle to się trochę dziwię, że jako osoba zielona łapiesz się za taki temat wymagający jednak sporej wiedzy elektronicznej i doświadczenia, a do tego jak na razie to problem rozwiązuje za ciebie zespół Elektrody ze światłym udziałem Kolegi JTA a ty tylko popędzasz bo oddech terminu na plecach czujesz ???

    Oczywiście podasz przy oddaniu pracy, że to nie ty jesteś jej autorem tylko nieznany nam autor pracy inżynierskiej i Ludzie Elektrody ? ;)
  • #58
    Davidus
    Poziom 10  
    No własnie podam ze ja jestem bo żaden z kolegów tutaj nie zrobił o co go prosiłem tylko proponowali swoje rozwiązania. A ja prosiłem o przykładowe wykonanie tego w eagle co było na zdjęciu z 1 strony...chciałem sie poradzić i sie poradziłem a zrobiłem i tak po swojemu. Zastosowałem swoje rozwiązania. Ale i tak dziekuje Panu _jta_ za poważne zainteresowanie sie tym tematem i za rady jakich mi udzielił
  • #59
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Płytka 2-stronna do takiego prostego układu to trochę przesada. ;) I kosztuje parę razy drożej.

    Dioda spolaryzowana w kierunku przewodzenia ma sporą pojemność, ale nie mam danych, jaką.
    Jednocześnie jednak jej przewodzenie powoduje duże tłumienie, i generator może nie działać.
  • #60
    Davidus
    Poziom 10  
    Zaprojektowałem juz porządną płytke, wiem co z ta było nie tak;) Zrobiłem autorouterem i zrobił sie badziew ale teraz juz pozmieniałem układ podzespołów, zrobiłem sciezki odpowiedniej szerokosci i jest wporządku. Dziekuje za pomoc