Impedantie van C en L meten

(forum: Impedantie van C en L meten Geplaatst: 15 jan 2023, 19:11 door Will) (dit draadje is een vervolg op enkele posts vanaf hier: https://forum-mfbfreaks.nl/viewtopic.php?p=340300#p340300 ) )

Naar aanleiding van verschillende discussies over eigenschappen van condensatoren en spoelen wil eens wat experimenteren of ik zelf de impedantie versus frequentie van C en L kan meten.

Het principe is eenvoudig: impedantie is (V over de component) / (I door de component) en dat als je bij veel verschillende frequenties meet kun je een grafiekje tekenen.

Nu worden luidsprekerimpedanties in feite ook zo gemeten en daarvoor wordt dan vaak de geluidskaart en een computerprogramma bij gebruikt. Zou dat ook met C en L lukken?

Na wat verder zoeken en lezen bedacht ik dat het ook met de Bode plot functie van scoop en toongenerator moet kunnen. Dat is het eerste experiment geworden.

(dit draadje is een vervolg op enkele posts vanaf hier) https://forum-mfbfreaks.nl/viewtopic.php?p=340300#p340300

Dit zijn de eerste plaatjes van wat metingen aan condensatoren. De plaatjes geven alleen de U/I verhouding in dB. Dit moet ik nog omrekenen naar de impedanties. Gelukkig kan ik de meetwaarden als csv opslaan en verder in een rekenblad bewerken.

Oude Philips elco 10uF 64V (4Vpp +2V offset)

Oude Philips elco 4,7uF 63V (4Vpp +2V offset)

Oude Philips elco 0,32uF (4Vpp +2V offset)

Nieuwe bipolaire elco 8,2uF 100V (4Vpp)

Oude bipolaire elco 8uF Philips uit 497 filter

Blijkbaar ben je nooit de enige die een idee heeft….

(Tip: zet de afspeelsnelheid minimaal op 1,25…) https://youtu.be/T6mbTblw4QE

Deze man heeft nog wat documentatie gemaakt: http://chrisgrossman.com/yt/0006/impedance_measuement_with_a_current_probe_and_siglent_bode_plot_ii_2019-06-23.pdf

Ik gebruik een soortgelijke meetopstelling, maar omdat ik geen stroomprobe heb (en die dingen loeiduur zijn) gebruik ik een weerstand met differentiële probe om de stroom te meten.

De berekende capaciteit en weerstand vs frequentie van 2 bipolaire condensatoren Rood: 8u Philips uit 497 filter Lichtrood: idem, andere meting Blauw: 8u2 100V nieuw

De onderste twee lijnen zijn de weerstand (ESR)

:think: Zijn de resultaten aannemelijk? Geen denkfouten gemaakt? Geen rekenfouten gemaakt? Geen meetfouten gemaakt?

Nog twee foliecondensatoren gemeten. De wel bekende gele blokken. De groene en de roze lijn. enfin zie legenda.

En volgens mij zie je hier waarom een folie-C beter “klinkt” dan een (bipolaire) elco in een LS filter. :think:

Een vergelijking met de LCR meter laat zien dat de capaciteiten uit de meting wat hoger zijn bij 100Hz, 1kHz en 10kHz. ChromeMaximaII schreef: ↑17 jan 2023, 19:38 ESR wijkt wel erg optimistisch af. :think: Ja, die wijkt heel erg veel af. Het verloop lijkt wel te kloppen, maar er zit ergens een factor fout, of ik maak ergens een denkfout en daardoor weer een rekenfout.

Tussen de meting met de differentiële probe en de meting met scopeprobe verschilt niet zo heel veel (rood vs lichtrood in de vorige grafiek).

Het was een denkfout en daardoor berekende ik de impedanties niet goed.

Ik gebruik een 15 ohm weerstand om de stroom met de diff probe te meten (“ri”). De scoop berekent de overdracht (A) in dB. A=Vc/Vri en Z=Vc/Ic = Vc/(Vri/15).

Na wat pielen en een snelle test met het gele blokje in serie met een 1 ohm weerstand komt dit er uit. De C en de (met 1 ohm weerstand gesimuleerde) ESR komt nu al heel goed in de buurt van de steekproef met de LCR meter.

Intussen zag ik dat de diff probe ook een kleine fout maakt (niet exact 50x). Dat moet ik dus ook nog corrigeren.

Na wat pielen en controleren heb ik nieuwe resultaten van metingen. De meetresultaten zijn niet exact, elke meetapparaat heeft een bepaalde nauwkeurigheid en resolutie. Omdat ik de scoop over een vrij groot frequentiebereik laat meten, heeft dat zijn uitwerking op de resultaten. De sinusgenerator levert 6Vtt in 50 ohm (uitgang afgesloten met 50 ohm) dat signaal lijkt veel, maar zodra de impedantie (Z) van de L, of C (de DUT: device under test) erg groot wordt, dan valt alle spanning over de DUT. Over de meetweerstand (Rmeet) valt dan bijna geen spanning. De Zdut wordt berekend uit V_dut/V_Rmeet. Als een van beide spanningen erg klein wordt dan kan de scoop dat niet meer nauwkeurig meten en dat zie je dan in de resultaten die wat “springerig” worden.

Intussen heb ik een stel condensatoren en spoelen (opnieuw) gemeten en de resultaten in onderstaande grafiekjes gezet. De metingen heb ik voor de 100Hz, 1kHz, 10kHz en 100kHz vergeleken met de LCR meter en die kun je in de tabel zien. (NB: “C bij …Hz” moet je lezen als resp C, R, of L en “R bij …Hz” is de ESR)