как измерять индуктивности 10нГн - 10мкГн

[Loyso Pondohva]

Добрый день! Мяу. Я спец по котам (кот и три кошки в доме), немного разбираюсь в цифровой технике. А вот тут взялся осваивать УКВ. Собрал пару девайсов, в том числе классический филин-3 и призадумался о приборе для измерения малых индуктивностей (для контуров КВ и УКВ диапазона) - где-то от десятков наногенри до десятков микрогенри. Большие индуктивности - прекрасно измеряет тестер GM328а.

Нашел классическую схему с колебательным контуром, компаратором LM311 и частотомером.

download/file.php?id=77646

Но она не подошла для данных целей. Я ее собрал, но она врет безбожно для таких индуктивностей. И теоретически это так и должно быть. Для частоты 1 МГц (а больше - не стоит, т.к. у этого компаратора задержка порядка 100 нс) и перида 1 мкс по формуле T= 2*pi*sqrt(L*C) получается значение L*C = 2.5*10E-14 Гн*Ф или для 100 нГн нужен "адекватный" конденсатор 2.5 мкФ а такие контура нормально (вроде бы) не работают или выдают сильно не ту частоту из-за паразитных эффектов. И на опыте тоже фигня получается - ошибка до 50%.

Непонятно, как люди пишут про измерение таким прибором малых индуктивностей и емкостей. Берут много точек что ли и обрабатывают статистику?

Я понимаю, что контур нужно делать из конденсатора максимум на 100 пикофарад и выдавать он должен десятки мегагерц. Частотомер такой есть (хоть и глючный), но на каком активном элементе его собирать? Сверхбыстрых компараторов нет, но есть ВЧ транзисоры. Посмотрел генератор Колпитца, но про него пишут, что его частота определяется не только индуктивностью и емкостями.


Как же мерить в этом диапазоне с точностью, хотя бы, 10% ? Есть осциллограф до 10 Мгц и генератор синусоиды до 40 Мгц самодельный на DDS но без фильтра от гармоник. И частотомер до 1ГГц но очень глючный (PLJ-0802).

Переформулирую вопрос по-другому. Известна ли схема (лучше бы на 2-3 ВЧ транзистора) которая точно измеряет положение резонанса подключенного к ней контура из катушки на 2-20 витков диаметром 3-4 мм без феррита и конденсатора пикофарад на 20 ? Важно не перепутать основную частоту с гармоникой и вывести на частотомер или мультметр какой-то параметр, по которому можно посчитать L*C.

[Yuriy_King]

Loyso Pondohva писал(а):

Как же мерить в этом диапазоне с точностью, хотя бы, 10% ? Есть осциллограф до 10 Мгц и генератор синусоиды до 40 Мгц самодельный на DDS но без фильтра от гармоник. И частотомер до 1ГГц но очень глючный (PLJ-0802).

А посмотреть на следующей странице темы измерения малых индуктивностей - сложно?

[Borodach]

https://forum.cxem.net/uploads/monthly_ ... 228c63.gif
https://forum.cxem.net/uploads/monthly_ ... b6c039.gif
https://forum.cxem.net/index.php?/topic ... nt=3606931

[Loyso Pondohva]

Yuriy_King - посмотрел в окрестностях темы "измерение малых индуктивностей". Готовый прибор покупать не хочу - не интересно, а нормальных схем не увидел, чтобы не на экзотических компараторах. Может быть, плохо смотрел, посмотрю еще. Разговоров на эту тему много, сложно выделить конкретный девайс для повторения. Но спасибо тем не менее.

Borodach - спасибо за ссылку! Чешским (или какой это язык) я не владею, но схема понятная. Сейчас посмотрю, и, возможно, повторю. Три транзистора - это хорошо!

[TrumPIC]

"Есть такая буква!" ©

https://vrtp.ru/index.php?showtopic=308 ... E%F1%F2%E8

[Andrey_B]

Loyso Pondohva, измерить индуктивности совсем по простому можно программой Visual Analyser и звуковой картой PC. Тут где-то был обзор этой программы, но её части с ZRLC-метром по моему не было.

[Loyso Pondohva]

TramPIC-

Посмотрел ссылку - прекрасный и очень простой девайс. 74HC4060 - и осциллятор, и делитель частоты. Стоит купить и опробовать!

Пока уже рисую плату под чешский девайс на трех танзисторах, как только спаяю - отпишусь.

*** Про звуковую карту - не верится "на вскидку", наногенри - это из мира УКВ, десятки мегагерц, а звуковая плата даже самая хорошая сколько тянет - ну 100 килогерц. Разница в 100 раз.

[Andrey_B]

Loyso Pondohva, принцип измерения звуковой картой - мостовой, тот-же что и в приборах типа XJW01, RLC-2, uRLC/nRLC, RLC-71 и других. На частоте измерения даже 10 кГц, индуктивность 10 нГн вполне видно. Если Вас интересует УКВ, то рекомендую Nano-VNA, не смотря на простоту, при должном подходе, он много чего сможет измерить.

[indman]

Loyso Pondohva писал(а):

*** Про звуковую карту - не верится "на вскидку", наногенри - это из мира УКВ, десятки мегагерц, а звуковая плата даже самая хорошая сколько тянет - ну 100 килогерц. Разница в 100 раз.

На ЗК вполне реально замерять наноГн,правда единицы с трудом и большой погрешностью,а десятки я замерял при определенных условиях и сноровке
https://vrtp.ru/index.php?showtopic=29363

[Loyso Pondohva]

Про звуковуху - ну может быть... Про nanoVNA - приглядывался, так и не понял, умеет ли она измерять 1. АЧХ и 2. спектр сигнала (ну хотя бы кратные гармоники). И вообще у меня малость недоделан свой похожий прибор на blue pill, AD 9850 и AD 8307. Там проблема в том, что цифровая и излучающая часть жутко фонит на детектор... Все же хочу свой до ума довести. Но это уже другая тема.

[musor]

про звуковые карты лучше забыть сразу там пердел по частте 22/24 для частот дэскректизации 44/48

[КРАМ]

Loyso Pondohva писал(а):

Про звуковуху - ну может быть... Про nanoVNA - приглядывался, так и не понял, умеет ли она измерять 1. АЧХ и 2. спектр сигнала

1. Да
2. Нет, там нет ничего общего с анализатором спектра. Это как хотеть, чтобы осциллограф измерял КСВ.
По поводу измерения малых индуктивностей.
Ради того. чтобы не заниматься пустопорожними поисками, стоит купить оный nanoVNA.
дело в том, что этот прибор сразу покажет, что измерение малых индуктивностей на низкой частоте не имеет никакого практического смысла. Патамушта практически любая малая индуктивность ДИСПЕРСНА. То есть зависит от частоты.
От частоты зависит и большая, но там НЧ измерения как раз адекватны.

[Loyso Pondohva]

"Чешский" (а какой это язык на самом деле?) - то есть по ссылке Бородача - прибор спаял. Вроде работает четко, на самых разных емкостях и индуктивностях. Транзисторы поставил КТ325B вместо BF199 и запитал от 3.9 в (Li - ионный аккумулятор), а не от 1.5 как в оригинале. И переменник на 10к, но он вроде бы ни на что пока не влияет... Все остальное как на схеме.

https://forum.cxem.net/uploads/monthly_ ... b6c039.gif

В ближайшее время изучу количественную ситуацию...

***

Да. Пожалуй, нановну купить стоит.

[diplodok]

прибор спаял. Вроде работает

Делал - работает.
Первый вариант - подбрал кондер капацитетом 25,330 nF - мерим частоту и тогда индуктивность получается как 1000000/(f*f)
Вторий вариант:
-заметил, что амплитуда синуса меняется с частоты. Сделал стаб амплитуды. Ограничил диапазон с 60nH и до .??..H (не помню).
Уже не подбирал кондер, а вычислял коефф. к данному кондеру.
Заметил - генератор на низкую частоту врет - кажется активное споротивление обмотки мешает генератору.

И индуктивность ниже 60nH мерил соединяя последовательно известная и неизвестная - потом вычислял.

[Loyso Pondohva]

Измерил... ХЗ какое-то получается... Сделал катушку 10 витков провода из витой пары, длиной намотки где-то 14 мм и диаметром каркаса 5мм. По теории должна обладать индуктивностью около 250 нГн. А вот измерения с разными конденсаторами. Индуктивность считал по формуле L= (1/2*pi*f)^2/C

С=1000 f= 7.46 MHz L= 455 nH
C=100 f= 20.12 MHz L= 626 nH
C=56 f= 25.34 MHz L= 705 nH
C= 20 f=34.12 MHz L= 1090 nH
C= 18 f= 33.96 MHz L= 1220 nH (здесь, видимо, ошибка емкости, но небольшая)
C= 15 f= 35.72 MHz L= 1326 nH
C=13 f=36.88* MHz L= 1430 nH
C=10 f=38.25* MHz L= 1730 nH
C=5 f= 40.77* MHz L= 3050 nH
C=0 f= 41.1 * MHz L = infinity

Звездочкой помечены те ситуации, где мой глючный частотомер ловил вторую гармонику, и его нужно было "уговаривать", чтобы он первую показывал.

В общем, я не понимаю. Не уже ли КРАМ прав в такой степени про дисперсную индуктивность. Что индуктивность зависит от частоты - это понятно, там всякий скин-эффект и резонанс с ее же паразитной емкостью - но ЗДЕСЬ В РАЗЫ МЕНЯЕТСЯ!

Особенно интересна асимптота при отсутствии конденсатора вообще. Не уже ли паразитная емкость такой катушки - несколько пиков?

Буду рад если "дело было не в бобине " но думаю, что все правильно измерил. Скажите что-нибудь осмысленное пожалуйста.


Тогда для всяких радиодевайсов нужно различать индуктивность теоретическую (которая написана на покупных дросселях или вычисляется по данным обмотки) и индуктивность реальную - на частоте работы контура. Что-то не слышал про такое...

[Yuriy_King]

Loyso Pondohva писал(а):

Измерил... ХЗ какое-то получается...
... Скажите что-нибудь осмысленное пожалуйста.

Какие вопросы - такие и ответы.
Если более подробно, надо смотреть внимательно на опубликованную информацию и переходить по ссылкам на более подробное описание...
Вот примеры измерения малых индуктивностей на разных приборах, разных частотах. Кроме первого, все остальных самоделки. Обратите внимание на Lp и Ls, все самодельные настраивались по Ls.
50 nH

815 nH


Эти индуктивности брались из этого набора для проверки линейности измерения. Экраны начальных значений калибровок...

[КРАМ]

Loyso Pondohva писал(а):

Сделал катушку 10 витков провода из витой пары, длиной намотки где-то 14 мм и диаметром каркаса 5мм....

Мне сложно говорить о качестве самого измерительного прибора, но общий подход такой - вблизи собственного резонанса ВСЕЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ, включая целевую индуктивность, индуктивность будет изменяться вплоть до смены характера реактивности, то есть превратится в ЕМКОСТЬ.
Подчеркиваю, измеряется не только целевая индуктивность, но и весь импеданс подключенный к прибору с точки зрения метода измерений.

[TrumPIC]

Зачем мучиться на счетах считать, когда есть отличная программа для этого:

https://coil32.ru/download.html

(хотя можно и не скачивать, а в онлайне там же посчитать)

[diplodok]

Я опять напишу:
Делал. Работает и работает неплохо.
Поставь конденсатор 25330pF - тогда индуктивность будет 10е6/(f*f)
Сделай стаб амплитуды

Для ознакомление:
Радио 1979 5 стр 58
Радио 2005 5 стр 26

Была еще одна статья с тиристором КТ501 (кажется был) но не нашел. Там тоже ставился такой кондер.

Но Вам виднее.....

[Loyso Pondohva]

Делал. Работает и работает неплохо.

Спасибо. Вы вдохновляете! Я же неопытный в ВЧ - может быть, четвертая моя схема на частоте больше 10 МГц...

Пока заметил, что мои транзисторы KT325B нормированы на емкость перехода к-б <2.5 пика, а в приборе стоит BF199 с емкостью такого перехода <0.4 пика. На маленьких конденсаторах в контуре это может влиять. Хотя граничные частоты 1 ГГц и 1.1 ГГц у них почти такие же. Есмкость перехода я не посмотрел сразу.

Правда есть еще BFR93a но он больно уж мелкий... Еще наблюдение - в зоне адекватных показаний сигнал синусоидальный, а в зоне неадекватных - почти прямоугольник. И почему-то ни на что не влияет переменный резистор на 10к (я уж грешу на непропай).

Стабилизацию амплитуды пока трудно сделать - осциллограф у меня до 10МГц только и врет под конец, а ВЧ вольтметр никак не соберусь проградуировать - он логарифмический и помехи ловит... Но нужно - вот и повод есть.

Попробую понизить частоту за счет большого как у Вас конденсатора - на 25 n.

А какие у Вас транзисторы стояли и на какой частоте измеряли? Впрочем, сейчас Радио посмотрю.

*** Попробовал. На 22 n уже нет генерации. Еще есть на 10 n что дает индуктивность 400 nH. И это, наверное, величина близкая к истине. Сейчас публикации Ваши посмотрю.

Последний раз редактировалось Loyso Pondohva Сб янв 22, 2022 13:43:51, всего редактировалось 1 раз.