Внутрисхемный ESR-тестер на контроллере STM32F030f4P6

[ozforester]

Выкладываю в отдельную тему внутрисхемный ESR-тестер, рожденный в процессе обсуждений ещё в 2024 году в теме про аналоговые измерители. Предыдущая пробная версия тестера нашла нового владельца, поэтому родилась следующая, с незначительными изменениями. В делителе ОУ появился шунтирующий резистор режима с пониженной частотой, уменьшен размер печатной платы. Прошивка пока старая, будет дорабатываться, когда отутюжится печатная плата. После проверки появится на гитхабе.

[ozforester]

Подготовка звершена. Выпрямится спина, и займусь пайкой.
Недавние фото лазерно-утюжной технологии и комплектующих.

[vadim_d]

займусь пайкой

"Есть три вещи, на которые можно смотреть бесконечно"

[Victor US0IZ]

ozforester добрый вечер !
Описание не нашел.
ESR великое множество.
А Ваш позволяет измерять конденсаторы с достаточной точностью не выпаивая их из печатной платы?
Это для меня главный и единственный пока вопрос.

[ozforester]

Добрый вечер. Описания не было, лишь обсуждение прошлогоднее, на которое ссылка в первом сообщении. Ёмкость сейчас не измеряется, только esr. Если удастся найти простое решение, добавится и емкость. В любом случае, при измерении внутри схемы, она (схема) своим сопротивлением оказывает влияние на точность.

Наверное, можно использовать ранее полученное esr при выборе новой частоты шима так, чтобы Xc получился сопоставимым с R?
Вроде бы не сообщал в прошлом году, что основным косяком у меня была попытка измерения емкости через конденстаор в 100 нФ. На низкой частоте шима он оказывал влияние, мягко говоря. Это уже задним числом до меня дошло.

[vadim_d]

использовать ранее полученное esr

Тут изначально в значении ESR заложен и вариант рабочего конденсатора, когда по нему можно прикинуть ожидаемую емкость, и вариант высохшего, когда оно мало о чем говорит. Основное - фазовый сдвиг опоры в 90 градусов относительно подаваемого на конденсатор тока, чтобы синхронный детектор брал на себя реактивность, в своем макете измерителя такую возможность и не закладывал, поэтому чисто теоретические рассуждения

Добавлено через 14 минут(ы):

попытка измерения емкости через конденстаор в 100 нФ

Под которым сейчас 10R написано? При двухтактном (балансном) синхронном детекторе можно и постоянную составляющую подавать, при однотактном емкость должна быть соизмерима с ожидаемым номиналом с учетом резистивного делителя

[ozforester]

Ну, да. Это на 120 кГц порядка 10 ом, а при тысяче герц на делителе получалось ниже плинтуса. После картинку рисовал и сообразил, что даже у 10 мкФ реактивное около 20 ом на низкой частоте, а последовательно было запаяно в сто раз меньше.



Балансный не стал пробовать, так как хотелось попроще. Таймеры шима и ключа независимые. Частоту и сдвиг можно менять. Регулировка усиления может пригодиться и для малых значений esr. Добавлять, например, при уровне ацп менее 10%.

теоретические рассуждения

Про синхронный детектор я хорошо лекцию запомнил, там же даже "домашнее задание" было с листочком в клеточку. (=

[vadim_d]

Балансный не стал пробовать, так как хотелось попроще

Если в контроллере есть возможность сконфигурить пару пинов АЦП одним дифференциальным входом, то можно обойтись почти без усложнения, если уже заложен опер - сделать его инструментальным, хотя тут высокое входное сопротивление по обоим входам задачу усложняет. На имеющейся плате можно попытаться сдвинуть фазу опоры на 90 градусов и для начала поиграться на относительно небольших емкостях, чтобы понять, чего в супе не хватает

[ozforester]

У этой модели единственный простой ацп. На других бюджетных, что попадали в руки, возможность дифференциального включения в два ацп тоже не встречал. Может просто пропустил, так как не было необходимости. Нужно изучить вопрос. (например F3)
Регулировка фазы относительно шима была изначально, просто не использовалась.
А на что здесь повлияет высокое входное споротивление?

[vadim_d]

Нужно изучить вопрос

Да, вроде попадалось уже в достаточно развесистых ARM-ах (и вроде даже в ПИКах), возможно, что в бюджетных отсутствует напрочь

на что здесь повлияет высокое входное споротивление?

Тут не столько само сопротивление, сколько его симметрия по входам, если делать аналоговый вычитатель на одном опере, то помнить об этом