Teoria oczywiście mówi że tak, ale postanowiłem ostatniej nocy sprawdzić praktycznie. Chodzi za mną temat dokładnego pomiaru impedancji w trochę niższym zakresie niż zazwyczaj to robię. Moje "poważne" przyrządy zaczynają się od 10 MHz w górę. A męczy mnie kilka tematów właśnie wokół 5, 10 MHz i niżej. I dodatkowym wymogiem jest duża dynamika wymaganych pomiarów. Analizując temat trafiłem na schemat test-setu analizatora impedancji HP 41951A
Najbardziej problematycznym elementem jest transformator T1, połączony w układzie UN-BAL, to znaczy zmieniającym sygnał unbalanced z wejścia na sygnał różnicowy (balanced) na wyjściu. Jego odczep służy zrównoważeniu układu bias-tee który chciałbym tutaj pominąć. Jest to układ transformatora prądowego z liniami transmisyjnymi jaki często widzimy w balunach. Problemem jest zakres częstotliwości. W przypadku 4195A i jego test setu to jest od 100 kHz do 500 MHz. Nowsze wersje, następcy tego przyrządu czyli 4396B z test setem impedancji 43961A obejmują zakres 100 kHz do 1,8 GHz. Nie łatwo znaleźć materiał ferrytowy działający w takim zakresie.
Ostatniej nocy zastanawiałem się, czy szło by zastosować stosowany w mostkach pomiarowych także przez amatorów układ transformatora prądowego w postaci przewodu koncentrycznego przewleczonego przez rdzenie ferrytowe. Zastanawiało mnie czy jest on odwracalny (powinien być), czyli czy można go zastosować w układzie analogicznym do 41951A. Spekulacja myślowa podpowiadała mi że tak, ale postanowiłem na szybko sprawdzić czy to prawda.
Zestawiłem taki układ:
Wyjście generatora podałem na niesymetryczne wyjście mostka (na płytce OUT), wejście mostka (IN z płytki) zaterminowałem 50 OHm a do gałęzi mostka przeznaczonych dla wzorca i dla DUT podłączyłem wejścia oscyloskopu z wejściami przełączonymi na 50 Ohm. Sprawdziłem na częstotliwościach 100 kHz, 300 kHz, 1 MHz, 300 MHz (maks mojego oscyloskopu). Generator dawał 1,048 V RMS:
Ustawiłem oscyloskop na czułość 200 mV na działkę. Podstawa czasu w zależności od częstotliwości sygnału aby łatwo obserwować. Przebieg fioletowy to matematyczna różnica sygnału pomiędzy A i B. Powinna wynosić 0 dla dokładnego zrównoważenia. Ujawniają się szumy wejścia oscyloskopu, bo zakres dałem czulszy dla kanału matematycznego. Wyniki wyglądały następująco:
Reszta załączników w następnym poście, bo wyników poważnej, choć szybkiej pracy nie jestem w stanie zmieścić w 7 załącznikach.
Wnioski:
Jak widać układ UN-BAL działa w zamierzony sposób. Tłumienie tego przykładowego mostka jest wyższe na małych częstotliwościach. Zastanowię się nad implementacją transformatora analogicznego do układu z 41951A z pominięciem części BIAS TEE w tej technice. Jestem zadowolony.
CBDU
Najbardziej problematycznym elementem jest transformator T1, połączony w układzie UN-BAL, to znaczy zmieniającym sygnał unbalanced z wejścia na sygnał różnicowy (balanced) na wyjściu. Jego odczep służy zrównoważeniu układu bias-tee który chciałbym tutaj pominąć. Jest to układ transformatora prądowego z liniami transmisyjnymi jaki często widzimy w balunach. Problemem jest zakres częstotliwości. W przypadku 4195A i jego test setu to jest od 100 kHz do 500 MHz. Nowsze wersje, następcy tego przyrządu czyli 4396B z test setem impedancji 43961A obejmują zakres 100 kHz do 1,8 GHz. Nie łatwo znaleźć materiał ferrytowy działający w takim zakresie.
Ostatniej nocy zastanawiałem się, czy szło by zastosować stosowany w mostkach pomiarowych także przez amatorów układ transformatora prądowego w postaci przewodu koncentrycznego przewleczonego przez rdzenie ferrytowe. Zastanawiało mnie czy jest on odwracalny (powinien być), czyli czy można go zastosować w układzie analogicznym do 41951A. Spekulacja myślowa podpowiadała mi że tak, ale postanowiłem na szybko sprawdzić czy to prawda.
Zestawiłem taki układ:
Wyjście generatora podałem na niesymetryczne wyjście mostka (na płytce OUT), wejście mostka (IN z płytki) zaterminowałem 50 OHm a do gałęzi mostka przeznaczonych dla wzorca i dla DUT podłączyłem wejścia oscyloskopu z wejściami przełączonymi na 50 Ohm. Sprawdziłem na częstotliwościach 100 kHz, 300 kHz, 1 MHz, 300 MHz (maks mojego oscyloskopu). Generator dawał 1,048 V RMS:
Ustawiłem oscyloskop na czułość 200 mV na działkę. Podstawa czasu w zależności od częstotliwości sygnału aby łatwo obserwować. Przebieg fioletowy to matematyczna różnica sygnału pomiędzy A i B. Powinna wynosić 0 dla dokładnego zrównoważenia. Ujawniają się szumy wejścia oscyloskopu, bo zakres dałem czulszy dla kanału matematycznego. Wyniki wyglądały następująco:
Reszta załączników w następnym poście, bo wyników poważnej, choć szybkiej pracy nie jestem w stanie zmieścić w 7 załącznikach.
Wnioski:
Jak widać układ UN-BAL działa w zamierzony sposób. Tłumienie tego przykładowego mostka jest wyższe na małych częstotliwościach. Zastanowię się nad implementacją transformatora analogicznego do układu z 41951A z pominięciem części BIAS TEE w tej technice. Jestem zadowolony.
CBDU
