Diferasiyel Prob Tasarımı

[Dede]

 

[taydin]

İki giriş için iki ayrı opamp kullanıp sonra da bunların çıkışındaki farka bakmaktansa, neden doğrudan bir fark yükselteci kullanılmıyor? Mesela 20 tane direnci seri bağla, en ortadaki direnç üzerindeki voltajı bir fark yükseltece var. Tek opamp ile iş bitiyor. Üç opamp'li çözümün avantajı nedir acaba?

 

[Mikro Step]

CMRR daha yuksek oluyor.

 

[Haze]

ben yaptim bu devreyi, ama cokta memnun kalmadim acikcasi, kare dalgayi 1Mhz e kadar duzgun gorebiliyorum, sinus ise 5Mhz e kadar ondan sonra sinus genligi 10-20 Mhz araliginda iki katina cikiyor, yinede is goruyor, uyanik testleri opampin girisindeki direnci sokerek dogrudan sinyal uygulayarak yapiyor, elime guzel bir diff. prob gecirsem kiyaslama yapacaktim ama melet cok pahali.

 

[taydin]

Probu test etmek gerçekten ayrı bir dert. 1200 V 100 MHz sinyali nasıl üreteceksin? Farklı bir test etme metodu bulmak lazım herhalde onun için. Mesela o videodaki elemanın yaptığı gibi bir push pull stage yapacaksın ve belli bir yükselme zamanı ve dolayısıyla frekans içeriği olacak. Sonra da aynı yükselme zamanının diferansiyel probun çıkışında da görmeye bakacaksın.

Dave Jones, ileri seviye bir izoleli osiloskobun tasarımcısı ile bir fuarda interview yapmıştı. Adamın dediğine göre güç elektroniği devrelerinde her türlü sinyal anomalisini görmek için 100 MHz bant genişliği olmazsa olmaz.

 

[Haze]

ben girise en fazla 20vpp uygulayabildim, evet yuksek frekansta yuksek voltaj imkansiz gibi birsey, tasarimi microcap ile simule ettim ve 20Mhz 1000v girise uygularsam muhtemelen opamplar kizaracak cunki simulasyonda opamp girisinde 12v civari gerilim olusuyor, ama sebeke olcumlerinde filan gayet basarili, calisirmi diye tereddut eden arkadaslar varsa devre calisiyor, ama bu devreyi yaptigimda anladimki bu is oyle yenilir yutulur birsey degil.

 

[taydin]

Devre şemasını da ekleyelim buraya. Şemada şöyle bir sorun görüyorum: Devrenin tamamı toprak referanslı. Bu durumda toprağa göre (yani yer yüzü mutlak referansına göre) giriş voltajının da limiti 1200 V. Eğer bir girişte 10000 V, diğer girişte 11200 V varsa, ölçüm yapamayacaksın ve devre de zaten havaya uçacak. Bu durumun olmaması için osiloskobun toprak referansını ortadan kaldırman gerekecek.

 

[Mikro Step]

Istediginiz frekansda istediginiz genlikte test sinyali elde edebilmek icin tesla bobininden yararlanabilirsiniz.

 

[Haze]

bu semada olmayan ama pcb ye ekledigi iki tane 100v luk tvs diode var, opamp in girisinden gnd ye dogru, semaya koymamis ama pcb de var.

 

[Haze]

Istediginiz frekansda istediginiz genlikte test sinyali elde edebilmek icin tesla bobininden yararlanabilirsiniz.

o kadar zorlamayi dusunmuyorum, bu hali isimi goruyor.

 

[Mikro Step]

Tesla bobinini 1000V 100Mhz gibi sinyallerin uretimi icin onerdim.

 

[taydin]

Tesla bobinini 1000V 100Mhz gibi sinyallerin uretimi icin onerdim.

Peki tasarım lineerliği garanti ediyor mu? Yoksa onu da kalibre etme sorunu olacak ...

 

[Mikro Step]

Tesla bobin yonteminde o kadar detayini bilemem.

Fakat DC 1000v dan yararlanarak 100Mhz lik 1000v genlikli ustel sonumlu salinim yapan ilk tepe genliginin ne olacagini soyleyebilecegimiz cok basit sinusel sinyal uretec tasarimlari yapabiliriz.

Eger 1000voltu cok dogru olcebiliyorsan, L yi cok dogru olcebiliyorsan, direnci cok dogru olcebiliyorsan, C yi de cok dogru olcebiliyorsan elde edilecek matematiksel sonuclar gercegi yansitacaktir.

 

[Dede]

Bu şemadaki tasarımın sıkıntısı girişlerdeki dirençlere paralele kapasitörler ve opamp girişinden GND ye atılan 470pFx2 lik kapasitörler.
Sedece ve sadece yüksek voltaj dirençleri kullanarak 100MΩ (2x50MΩ) ile çok çok iyi ölçümler yapabilmekteyiz.
Girişlerde salt direnç kullandığımız için kapasitif bileşensiz bir ölçüm daha sağlıklı sonuç vermektedir.
Bir farkla. Biz enstrümantasyonel anfi kullanmıyoruz.
Bizim kullandığımıza benzer yöntemle Micsig 20006 Diferansiyel prob ile 5600 volt 100MHz ölçümü yapabiliyorsunuz.

https://telonic.co.uk/product/micsig-dp20003-high-voltage-differential-probe/

 

[Taçsız Kral Pele]

Zamanında diff prop yapmaya çalışmış biri olarak söyleyim: yapmayın alın.
Bu öyle evde yapayım kullanayım denecek bir şey değil ben onu anladım. 5-6MHz'e kadar çok sorun yok ama sonrası sıkıntı.
Abi ne gerek var 100MHz'e demeyin şöyle, diyelim bir rise time ölçeceksiniz 100ns oluyor basen. Ringing vs derken ölçmeniz gereken frekanslar buralara fırlıyor.

Mimum 1Ghz bandwidth olan, girişi tercihen JFET olacak opamp seçeceksiniz. Fiyatlarına bir bakın derim
Evinizde network analizör ya da en basitinden BODE çıkaran cihaz olmalı. CMRR çok yüksek çıkmalı.
Kutuyu shield yapmak gerekiyor, PCB çizimi çok dikkatli olmalı. Belki bunun için onlarca PCB çizeceksiniz.
EMI radiated'tan etkilenmemesi lazım, prof firmalar cihazını test merkezlerine götürüp bir çok sinyalde enten tutuyorlar cihaza doğru H ve V olacak şekilde.
Sonrasında otomatik zero aldırmanız lazım, yani işlemci olacak bir şekilde bunun içinde. Ne yaparsanız yapın, prof problarda da otomatik zero alınır. Çünkü en ufak sıcaklık değişimi offset kaymalarına neden oluyor.
Binde 1 toleranslı dirençler seçmelisiniz. Ona mutakıp tertemiz bir beslemeniz olmalı, noise seviyesi minimum olan.
Ayrıca sıcaklıkla değişmeyen sağlam direnç ve kapasitif potansiyometreye ihtiyaç var.
Range değiştirecekseniz çok kaliteli yüksek frekans röleye ihtiyacınız var...
Daha var da var...

Dirençlere paralel kapasiteler özellikle yüksek frekanslarda direnç uçlarındaki kapasiteleri kompanze etmek için kullanılıyor. Devrede anlayamadığınız yerlerde kapasiteler var, bunların çoğunun nedeni bu.

Yukarıdakileri toplayınca elde ettiğiniz fiyat, sıfır cihaz fiyatlarına geliyor. Dolayısı ile diff probla uğraşmak, eğer amaç öğrenmek değil kâr etmekse mantıksız.

Türkiye'de Micsig satan arkadaşımız vardı bu forumda @T&M sanırım. O fiyatlarını yazsın, ama gerçekten uğraşmaya değmez bir şey.

Tasarım soruları olursa yapmak isteyen arkadaşlara yardımcı olurum bu başlık altında.

Dave aşağıda Micsig'in geri mühendisliğini yapıyor, benim yaptığıma çok benziyor, 3 JFET opamplı yapı var içerisinde. Ama PCB kaçak bobin ve kapasitelerine kompanze etmek epey zorlu. Bir de katlama oranları x500 bunların. Yani 5V ölçeceksiniz diyelim bunu adam 10mV seviyesine indiriyor. 10mV seviyesinde tüm detayları görmeniz lazım mesela. İnanılmaz zor bir durum.

 

[Haze]

100Mhz lik sinyali bizulmadab 100Mohm dan nasil bozulmadan gecireceksiniz, adam o frekanslarda havadan yayiliyor direnci napsin, hadi sinus sinyali olctuk diyelim, kare dalga 100Mhz opampa girene kadar ne hale gelir acaba.

 

[Taçsız Kral Pele]

100MHz'lik sinyal zaten bu krokodillerle doğru düzgün ölçülemez.
Optik probların fiyatları az daha düşsün, yüksek frekanslar bununla bakılmalı...

 

[T&M]

isteğiniz üzerine fiyatlar eklenmiştir.

 

[Taçsız Kral Pele]

DP1505, 500MHz, x500 x50 muhteşemmiş

 

[taydin]

Ben DP700 ve DP1500 almak isterim. Sadece 1500 alınca, SMPS üzerinde genel ölçümler yaparken 500X modunda kalmak gerekiyor ve düşük voltajlarda sıkıntı çıkıyor. Yani normalde SMPS ile çalışırken DP700, gerçekten 1500 V ların olduğu sorunlu bir devrede de DP1500.

Bende Keysight N2790A var 50/500X, hep bu durum karşıma çıkıyor. Bir de sadece Keysight ile uyumlu özel BNC var, harici besleme olanağı yoktu. Bu yüzden kendim kablo çıkardım. Bir de MICSIG standart BNC konnektör ile geliyor, her osiloskop ile çalışır.

Keysight N2790A yüksek voltaj diferansiyel prob için harici besleme

Elimdeki Keysight N2790A yüksek votlaj probu, özel BNC konnektörü ile gene Keysight olan osiloskoba bağlanınca, doğrudan osiloskoptan besleme voltajını alıyor. Böyle olunca da sadece osiloskop ile kullanılanılabilir. Ama ben bunu BNC girişleri olan audio analizöre bağlamak istiyorum. O yüzden...

mekatronik.org

Şebeke voltajının toplam harmonik distorsiyonu ve gürültü oranı

Yapmayı planladığın AC güç kaynağının fizibilite çalışmalarının bir parçası olarak, üretmesi gereken AC voltajın hangi kalitede olmasını belirlemeye çalışıyorum. Bunun için de osiloskobun yüksek voltaj diferansiyel probuna harici besleme voltajı özelliği ekledim ve audio analizöre bağladım...

mekatronik.org