www.elektronik.si Seznam forumov www.elektronik.si
Forum o elektrotehniki in računalništvu
 
 PomočPomoč  IščiIšči  Seznam članovSeznam članov  SkupineSkupine  StatisticsStatistika  AlbumAlbum  DatotekeFilemanager DokumentacijaDocDB LinksPovezave   Registriraj seRegistriraj se 
  PravilaPravila  LinksBolha  PriponkePriponke  KoledarKoledar  ZapiskiZapiski Tvoj profilTvoj profil Prijava za pregled zasebnih sporočilPrijava za pregled zasebnih sporočil PrijavaPrijava 

Kako meriti nV?

 
Objavi novo temo   Odgovori na to temo   Printer-friendly version    www.elektronik.si Seznam forumov -> Merilna tehnika in senzorji
Poglej prejšnjo temo :: Poglej naslednjo temo  
Avtor Sporočilo
sortaj
Član
Član



Pridružen-a: Sre 23 Jul 2008 21:51
Prispevkov: 812
Aktiv.: 4.25
Kraj: Med Vipavo in Štanjelom

PrispevekObjavljeno: Sob Avg 04, 2012 10:17 am    Naslov sporočila:  Kako meriti nV? Odgovori s citatom

Pozdravljeni!

Že nekaj časa me razjeda sledeče vprašanje: Kako meriti nV pri dosegu recimo 10-100mV z ne pretirano hitrostjo?
V temi "Zelo precizno merjenje napetosti" nekako ni bilo pravega odgovora.
Bral sem razne knjige(o šumu in pretvorbi signalov), pa tudi iz MarE69-tovega članka sem kaj zvedel.

Najprej bi predpostavil vezje brez večje vhodne stopnje(torej samo ADP neposredno na merilno vezje, za katerega predpostavimo, da ima nizko izhodno impedanco in da priključitev ADP ne vpliva na razmere). Poleg tega predpostavimo, da sklopitve z nekim drugim vezjem ni in da je vezje zaprto v Faraday-evo kletko.

Težave, na katere sem pomislil so:

-Šum 50Hz(recimo, da je čas integriranja prirejen, da ta šum duši z vsaj 100dB)
-Šum 1/f
-Lasten šum ADP
-Lasten šum reference
-Temperaturna odvisnost reference


Če pa predpostavimo bolj dejansko vezje z vhodno stopnjo z intrumentacijskim ojačevalnikom:

-Šum 50Hz(recimo, da je čas integriranja prirejen, da ta šum duši z vsaj 100dB)
-Šum 1/f
-Toplotni šum uporov
-Temperaturna odvisnost uporov
-Lasten šum ojačevalnika
-Temperaturna odvisnost ojačanja
-Termočlen na priključkih
-Odvisnost upornosti uporov od priključene napetosti
-Lasten šum ADP
-Lasten šum reference
-Temperaturna odvisnost reference


Malo pregledujem stanje na trgu s komponentami, seštevam in ugotavljam, da je to prekleto težko.
Najboljša referenčna napetost(z najmanj šuma), ki sem jo našel, je imela šuma ~650nV pri 2,5V. Merjenje do te vrednosti torej odpade?
Bi lahko z ojačanjem vhodnega signala le-tega prestavil v delovno območje 2,5V in ga tako zmeril bolj natančno(na primer: vhodni signal 0-10mV ojačam za 100x, torej bi v teoriji šum reference napram vhodnemu signalu znašal 6,5nV??).

Verjetno sem precej stvari izpustil, a tega se trenutno spomnim...

Ve kdo povedati iz prakse, kako se to dela?


lp

_________________
Svet je bil analogen, dokler ni Planck vsega zafrknil...
Nazaj na vrh
Skrit Poglej uporabnikov profil Pošlji zasebno sporočilo
Sport Billy
Član
Član



Pridružen-a: Ned 19 Sep 2010 19:22
Prispevkov: 97
Aktiv.: 0.59
Kraj: Severni pol na Tralfamadorju

PrispevekObjavljeno: Sob Avg 04, 2012 1:41 pm    Naslov sporočila:   Odgovori s citatom

Običajno tega ne razlagam, ampak danes sem pod vplivom maliganov (prišel iz zabave), zato:

Za potrebe domače delavnice se ni potrebno spuščat v stroške. Potreboval boš nizkošumni predojačevalec z opampi. Za ojačanje 1000x (60dB) bosta dovolj dve stopnji, za večje ojačanje tri stopnje. AD797, LME49990, LT1028, LT1128,....
Za gain in feedback uporabi metalne upore, ne ogljenih. Obvezno nizke vrednosti, na primer 330R in 10R (ojačanje 34x). Če delaš SMD, potem obvezno THIN film, THICK film je Shame on you . Najbolj važen je nizek šum prve stopnje.
Za napajanje 2 x 9V baterija, obvezno filtriraj napajanje. Na vhodu nizkoprepustni ali visokoprepustni filter, odvisno od potreb.

Kot ADP uporabi zvočno kartico, npr. E-MU serija od Creativa (1616, 1212, 0404, 0204...). Na vhod obvezno kondenzator, da je ne uničiš z enosmernim tokom na vhodu.

Kot program pa ARTA, TrueRTA ali Visual Analyzer. Zadnjega najraje uporabljam Very Happy Če boš opravil kalibracijo kartice, potem boš lahko direktno odčital vrednosti. Pri ojačanju 1000x se nV direktno spremenijo v uV.

Preamp oz. celotni sistem kalibriraš s kratko sklenjenim vhodom, da dobiš t.i. "noise floor", torej stopnjo šuma sistema. Potem uporabiš 1K metalni upor na vhodu in takrat bi moral videti rahel dvig krivulje. 1K upor 4 nV/√Hz termalnega šuma.

Aja, meritve izvajati obvezno v prostoru, kjer ni magnetnega sevanja (transformatorji) in RF motenj (varčne žarnice, switcherji).
Obvezno vse skupaj zapreti v kovinsko škatlo, ker že gibanje molekul zraka (premik roke, dihanje) povzroči, da krivulja ponori. Sploh 1/f šum gre v višave Very Happy

Mogoče sem kaj pozabil, sem preveč zaspan zdaj.
Nazaj na vrh
Odsoten Poglej uporabnikov profil Pošlji zasebno sporočilo
sortaj
Član
Član



Pridružen-a: Sre 23 Jul 2008 21:51
Prispevkov: 812
Aktiv.: 4.25
Kraj: Med Vipavo in Štanjelom

PrispevekObjavljeno: Sob Avg 04, 2012 5:02 pm    Naslov sporočila:   Odgovori s citatom

Uf, hvala!

Zaenkrat me zanima bolj princip. Delam pa na tem, da bi oživel en 24b ADP. Najbolj mi je všeč LTC2440.
Sport Billy je napisal/a:

Za potrebe domače delavnice se ni potrebno spuščat v stroške. Potreboval boš nizkošumni predojačevalec z opampi. Za ojačanje 1000x (60dB) bosta dovolj dve stopnji, za večje ojačanje tri stopnje. AD797, LME49990, LT1028, LT1128,....

Ja.
Motilo me je, ker moram narediti črto med visoko vhodno upornostjo(instrumentacijski ojačevalnik) in nizkim šumom(nizkošumni ojačevalnik).
Sport Billy je napisal/a:
...
Za gain in feedback uporabi metalne upore, ne ogljenih. Obvezno nizke vrednosti, na primer 330R in 10R (ojačanje 34x). Če delaš SMD, potem obvezno THIN film, THICK film je Shame on you .

Ja, lastnosti uporov sem raziskal predvsem iz knjige "Data conversion handbook". Sedaj pa čakam še knjigo "Resistor Theory and Technology" kjer upam, da bo kaj bolj podrobno napisano.
Vsekakor sem si zamislil tankoplastne upore. Najprej zgolj slučajno(boljše kataloške karakteristike: predvsem manjši T koef.), potem pa še zaradi splošnih lastnosti. Zanimivo se mi zdi, da v ročnih multimetrih precej uporabljajo debeloplastne hibride za vhodne delilnike za višje napetosti. Mogoče veš zakaj?
Sport Billy je napisal/a:
Najbolj važen je nizek šum prve stopnje.

To si velja zapomniti! Very Happy
Sport Billy je napisal/a:

Za napajanje 2 x 9V baterija, obvezno filtriraj napajanje. Na vhodu nizkoprepustni ali visokoprepustni filter, odvisno od potreb.

Kakšen poseben razlog za baterijsko napajanje?
Sport Billy je napisal/a:

Kot ADP uporabi zvočno kartico, npr. E-MU serija od Creativa (1616, 1212, 0404, 0204...). Na vhod obvezno kondenzator, da je ne uničiš z enosmernim tokom na vhodu.

Kot program pa ARTA, TrueRTA ali Visual Analyzer. Zadnjega najraje uporabljam Very Happy Če boš opravil kalibracijo kartice, potem boš lahko direktno odčital vrednosti. Pri ojačanju 1000x se nV direktno spremenijo v uV.

Aha...
Za kar priklopiti na računalnik. Zanimivo!
Vsekakor si bom ogledal!
Načeloma pa sem imel v mislih namensko vezje. Se mi gre tudi zato, da vidim, če bi znal načrtati spodobno vezje za ta primer
Sport Billy je napisal/a:

Preamp oz. celotni sistem kalibriraš s kratko sklenjenim vhodom, da dobiš t.i. "noise floor", torej stopnjo šuma sistema. Potem uporabiš 1K metalni upor na vhodu in takrat bi moral videti rahel dvig krivulje. 1K upor 4 nV/√Hz termalnega šuma.

OK, vzeto na znanje!
Sport Billy je napisal/a:

Aja, meritve izvajati obvezno v prostoru, kjer ni magnetnega sevanja (transformatorji) in RF motenj (varčne žarnice, switcherji).
Obvezno vse skupaj zapreti v kovinsko škatlo, ker že gibanje molekul zraka (premik roke, dihanje) povzroči, da krivulja ponori. Sploh 1/f šum gre v višave Very Happy

Ja...
Ločitev v škatli pa sem si tudi zamislil. Digitalni del bi bil galvansko popolnoma ločen od analognega(drugi trafo, optični spojniki itd.). Mislil sem iz vitroplasta zaspajkati škatlo, ki bi delovala kot ščit. Navzven bi šla samo kakšna optična povezava(optični kabel ali optospojnik).
Sport Billy je napisal/a:
Običajno tega ne razlagam, ampak danes sem pod vplivom maliganov (prišel iz zabave), zato:
...
Mogoče sem kaj pozabil, sem preveč zaspan zdaj.

Upam, da boš šel na še veliko takih zabav in da boš dobil še veliko takih navdihov za pisanje! Mr. Green
Meni si vsekakor pomagal! Hvala ti!


lp

_________________
Svet je bil analogen, dokler ni Planck vsega zafrknil...
Nazaj na vrh
Skrit Poglej uporabnikov profil Pošlji zasebno sporočilo
aly
Član
Član



Pridružen-a: Tor 28 Sep 2004 14:51
Prispevkov: 9406
Aktiv.: 42.35
Kraj: Kranj - struževo

PrispevekObjavljeno: Sob Avg 25, 2012 1:16 pm    Naslov sporočila:   Odgovori s citatom

Baterija bistveno manj šumi od vsakega še tako dobro filtriranega napajalnika.

Pri tako malih vrednostih in visokih ojačanjih je potrebno biti pozoren tudi na izbiro tipa materiala, ki nosi komponente. Plazeči tokovi (puščanje vezja, ki ni idealni izolator) ti znajo narest marsikakšno preglavico. Priporočam ali zelo kvalitetno podlogo (keramika?) ali pa povezave v zraku.
Pazi tudi na zračno vlago!

_________________
I'm going to stand outside, so if anyone asks, I'm outstanding Smile
Nazaj na vrh
Skrit Poglej uporabnikov profil Pošlji zasebno sporočilo Obišči avtorjevo spletno stran MSN Messenger - naslov
borber
Član
Član



Pridružen-a: Pon 23 Maj 2005 8:40
Prispevkov: 3111
Aktiv.: 14.01
Kraj: LJUBLJANA

PrispevekObjavljeno: Sob Avg 25, 2012 1:49 pm    Naslov sporočila:   Odgovori s citatom

Mogoče je še tukaj kaj uporabnega:


00069939.pdf
 Opis:

Download
 Ime datoteke:  00069939.pdf
 Velikost datoteke:  554.7 KB
 Downloadano:  31 krat


04447683.pdf
 Opis:

Download
 Ime datoteke:  04447683.pdf
 Velikost datoteke:  442.32 KB
 Downloadano:  26 krat

Nazaj na vrh
Skrit Poglej uporabnikov profil Pošlji zasebno sporočilo
Tehnicni
Član
Član



Pridružen-a: Pon 11 Feb 2013 12:09
Prispevkov: 40
Aktiv.: 0.30
Kraj: Kranj

PrispevekObjavljeno: Tor Mar 26, 2013 2:07 pm    Naslov sporočila:   Odgovori s citatom

Če gre za eno frekvenco komplicirate, FFT se požene in se ti šum lahko zmanjša za velikokrat x 10 dB, torej PC zvočna in en spektralc za zvočno pa ustrezni windowing.
_________________
Elektronik analogna in RF smer, LabView programer
Nazaj na vrh
Odsoten Poglej uporabnikov profil Pošlji zasebno sporočilo Obišči avtorjevo spletno stran
Pokaži sporočila:   
Objavi novo temo   Odgovori na to temo   Printer-friendly version    www.elektronik.si Seznam forumov -> Merilna tehnika in senzorji Časovni pas GMT + 2 uri, srednjeevropski - poletni čas
Stran 1 od 1

 
Pojdi na:  
Ne, ne moreš dodajati novih tem v tem forumu
Ne, ne moreš odgovarjati na teme v tem forumu
Ne, ne moreš urejati svojih prispevkov v tem forumu
Ne, ne moreš brisati svojih prispevkov v tem forumu
Ne ne moreš glasovati v anketi v tem forumu
Ne, ne moreš pripeti datotek v tem forumu
Ne, ne moreš povleči datotek v tem forumu

Uptime: 48 dni


Powered by phpBB © 2001, 2005 phpBB Group