Prijenosni LCR mjerni uređaj
Saved in:
| Title: | Prijenosni LCR mjerni uređaj |
|---|---|
| Authors: | Brzović, Lovro |
| Contributors: | Krois, Igor |
| Publisher Information: | Sveučilište u Zagrebu. Fakultet elektrotehnike i računarstva., 2025. |
| Publication Year: | 2025 |
| Subject Terms: | STM32 microcontroller, LCR metar, STM32 mikrokontroler, LCR meter, AD5933 |
| Description: | A system for impedance measurement based on the AD5933 has been designed, and the corresponding software has been developed. The measurements did not meet the specification for impedances with higher capacitance values (around 1µF) and lower inductance values (around 10µH). However, for other impedance values, the measurement error remained within 5%. The main reason for this limitation is the output current constraint of the operational amplifiers (±55mA), which directly feed the excitation voltage signal to the unknown impedance under test. To ensure the proper operation of the system, several modifications were necessary, such as adding an artificial load to the outputs of the operational amplifiers. This adjustment set the operating point to enable faster performance, but as a drawback, it increased power consumption whenever the measurement signal was present. It would be beneficial to implement an auto-ranging algorithm capable of identifying the type of impedance (R, L, or C) without user intervention. The most significant improvement to the measurement system could be achieved by redesigning the analog front end. Primarily, this would involve designing an output stage capable of delivering a higher current, which would reduce signal distortions when testing capacitors and inductors, thereby providing a cleaner signal to the transimpedance amplifier. Additionally, implementing DC bias compensation at the input of the DFT could theoretically extend the effective measurement frequency range below 1kHz. Dizajniran je sustav za mjerenje impedancije utemeljen na AD5933 i razvijena je programska podrška. Mjerenja nisu uspjela zadovoljiti specifikaciju za impedancijevišegiznosa kapaciteta (oko 1uF) i nižeg iznosa induktiviteta(oko 10uH), ali za ostale vrijednosti impedancija greška je bila unutar 5%. Razlog tome je ograničenje izlazne struje operacijskih pojačala (+-55mA) koja direktno šalju uzbudni naponski signal na nepoznatu mjernu impedanciju. Za uspješan rad sustava bilo je potrebno izvesti niz modifikacija, poput dodavanja umjetnog tereta na izlaze operacijskih pojačala. Tako se namjestila radna točka koja im omogućuje brži rad, ali kao nedostatak povećava potrošnju sustava kad god je mjerni signal prisutan na njima. Korisno bi bilo implementirati auto-ranging algoritam koji bi prepoznao o kojem tipu impedancije (R, L ili C) se radi bez intervencije korisnika.Najveće poboljšanje mjernog sustava moglo bi se postići redizajnom analognog sučelja (analog front-end). Primarno, to bi bio dizajn izlaznog stupnja s mogućnošću isporučivanja višeg iznosa struje koje bi smanjilo izobličenja signala pri testiranju kondenzatora i zavojnica i time dovelo čišći signal na transimpedancijsko pojačalo. Implementacijom kompenzacije DC prednapona na ulazu u DFT teoretski je moguće proširiti efektivni raspon mjernih frekvencija ispod 1kHz. |
| Document Type: | Master thesis |
| File Description: | application/pdf |
| Language: | Croatian |
| Access URL: | https://repozitorij.fer.unizg.hr/islandora/object/fer:13535 https://repozitorij.fer.unizg.hr/islandora/object/fer:13535/datastream/PDF https://urn.nsk.hr/urn:nbn:hr:168:704500 |
| Rights: | URL: http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/ |
| Accession Number: | edsair.od......4131..011b9d8b6795df8c6fb53f61d1da2b3e |
| Database: | OpenAIRE |
Nájsť tento článok vo Web of Science | Abstract: | A system for impedance measurement based on the AD5933 has been designed, and the corresponding software has been developed. The measurements did not meet the specification for impedances with higher capacitance values (around 1µF) and lower inductance values (around 10µH). However, for other impedance values, the measurement error remained within 5%. The main reason for this limitation is the output current constraint of the operational amplifiers (±55mA), which directly feed the excitation voltage signal to the unknown impedance under test. To ensure the proper operation of the system, several modifications were necessary, such as adding an artificial load to the outputs of the operational amplifiers. This adjustment set the operating point to enable faster performance, but as a drawback, it increased power consumption whenever the measurement signal was present. It would be beneficial to implement an auto-ranging algorithm capable of identifying the type of impedance (R, L, or C) without user intervention. The most significant improvement to the measurement system could be achieved by redesigning the analog front end. Primarily, this would involve designing an output stage capable of delivering a higher current, which would reduce signal distortions when testing capacitors and inductors, thereby providing a cleaner signal to the transimpedance amplifier. Additionally, implementing DC bias compensation at the input of the DFT could theoretically extend the effective measurement frequency range below 1kHz.<br />Dizajniran je sustav za mjerenje impedancije utemeljen na AD5933 i razvijena je programska podrška. Mjerenja nisu uspjela zadovoljiti specifikaciju za impedancijevišegiznosa kapaciteta (oko 1uF) i nižeg iznosa induktiviteta(oko 10uH), ali za ostale vrijednosti impedancija greška je bila unutar 5%. Razlog tome je ograničenje izlazne struje operacijskih pojačala (+-55mA) koja direktno šalju uzbudni naponski signal na nepoznatu mjernu impedanciju. Za uspješan rad sustava bilo je potrebno izvesti niz modifikacija, poput dodavanja umjetnog tereta na izlaze operacijskih pojačala. Tako se namjestila radna točka koja im omogućuje brži rad, ali kao nedostatak povećava potrošnju sustava kad god je mjerni signal prisutan na njima. Korisno bi bilo implementirati auto-ranging algoritam koji bi prepoznao o kojem tipu impedancije (R, L ili C) se radi bez intervencije korisnika.Najveće poboljšanje mjernog sustava moglo bi se postići redizajnom analognog sučelja (analog front-end). Primarno, to bi bio dizajn izlaznog stupnja s mogućnošću isporučivanja višeg iznosa struje koje bi smanjilo izobličenja signala pri testiranju kondenzatora i zavojnica i time dovelo čišći signal na transimpedancijsko pojačalo. Implementacijom kompenzacije DC prednapona na ulazu u DFT teoretski je moguće proširiti efektivni raspon mjernih frekvencija ispod 1kHz. |
|---|