Keithley
Keithley 2015
Per le verifiche , mi servo di questo particolare multimetro , proviene dalla stessa serie Keithley 2000 un prestante multimetro a 6 digit 1/2 .
Oltre a gestire misure caratteristiche con alta precisione, possiede un generatore 20-20 KHz a bassissima distorsione è in grado di eseguire misure di distorsione .
Ho avuto per anni la possibilità di utilizzare un analizzatore di spettro HP 3580A , uno strumento anni 80' piuttosto "tarato" ed un generatore sempre HP con valori di distorsione ancora validi .
Comunque , con le macchine in piena efficienza non si andava oltre ai 75dB di dinamica.
In cerca di un sostituto, la soluzione più comoda viene da mondo pc ; utilizzare la scheda interna oppure un adattatore USB con interfaccia per le sonde .Il primo prodotto che testo è uno PC USB Hantek . Ho installato il software collegato l'interfaccia ma una delusioni sia dal punto della praticità di utilizzare il mouse per impiegare i comandi dell'oscilloscopio sia dalle prestazioni . 8 bit di risoluzione non rilevano molto in modalità fft a livelli di dinamica che interessa per le nostre misure di distorsione o di analisti di spettro .
Un altro oggetto candidato con eccellenti caratteristiche elettriche per uso con PC è :
qa401-audio-analyzer
Queste sono alcune delle caratteristiche :
Input Noise Floor
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-113 dBV (Input Shorted, atten off, 20 to 20 KHz, 32K FFT, avg 5, Hann, 48 Ksps)
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THD
| -108.5 dB (Loopback, single ended, L- shorted to ground, atten off, 32K FFT, 5 Hann, 48Ksps, – 10 dBV) |
Procedo all'acquisto di una unità ricondizionata da un laboratorio di forniture sistemi di misura e calibrazione .La calibrazione è recente ed è leggibile sul display .
La risoluzione di questo strumento non arriva al qa401 ma per i miei test è sufficiente.
Questi i parametri del generatore interno:
FREQUENCY RANGE: 10–20kHz.
FREQUENCY RESOLUTION: 0.007Hz.
FREQUENCY ACCURACY: ±(0.015% of reading + 0.007Hz)1.
FREQUENCY TEMPERATURE COEFFICIENT: <100ppm over operating temperature range.
SOURCE OUTPUT:
Waveform: Sinewave.
Amplitude Range: 4.75V rms (50Ω and 600Ω) or 9.5V rms (HI Z).
Amplitude Resolution: 1.25mV rms (50Ω and 600Ω) or 2.5mV rms (HI Z).
Amplitude Accuracy: ±(0.3% of setting + 5mV)1, 4.
Amplitude Temperature Coefficient: Typically 0.015%/°C.
Amplitude Flatness: ±0.1dB1, 4, 5.
Output Impedance: 50Ω ± 1Ω or 600Ω ± 10Ω, user selectable.
THD: –64dB6.
Noise: 250µV rms2.
DC Offset Voltage: ±3mV1.
Nelle misure di distorsione tradizionale , il segnale test viene cancellato in uscita del dispositivo da misurare tramite un filtro di notch .Caratteristiche importanti , la bassa distorsione del generatore e la selettività del filtro di notch ....continua
A differenza dei prodotti da PC non ho una visibilità completa dello spettro e la possibilità di confrontare i dati plottati su uno schermo , è piuttosto un multimetro (molto preciso) con funzioni di analisi audio tramite analisi FFT .
Dopo un paio d'ore di uso , passare da una funzione all'altra diventa semplice e veloce come utilizzare un tester .
Passi direttamente da distorsione a frequenza , da misure relative a settare il generatore in step comodi e veloci . Le misure statiche su frequenze conosciute possono essere "filtrate" le letture vengono memorizzate in modalità fifo , mediati e visualizzate ; rendono la lettura più stabile .
Per non introdurre rumori esterni è utile verificare eventuali loop di massa tra il dispositivo in test e la strumentazione . Anche se il rumore generato è tra i 50/100Hz questo aumenta il valore del rumore peggiorando i rapporti di distorsione e S/N .Questi rumori si possono visualizzare su un analizzatore anche di prestazioni modeste .
In modalità stand-alone soddisfa le mie esigenze e mi fornisce un utile aiuto nella ricerca guasti e verifiche più professionali su l'elettronica riparata o restaurata .
E' possibile gestire con PC tutta una serie di misurazioni e salvataggio di dati per poi gestirli su grafico , utilizza sul retro 2 interfacce GPIB e RS-232 per comunicare funzioni allo strumento e leggere/salvare i risultati e plottarli su grafico.
THD+n
La misura Thd +N , combina gli effetti della distorsione + rumori + altri segnali indesiderati .
In uscita dal DUT dovrebbero apparire solo la fondamentale ma in pratica rumori esterni , layout , loop di massa sono alcune delle cause che contribuiscono alla distorsione .
La Thd+N rileva tutto ciò che rimane del segnale dopo essere filtrato (tramite notch) su una una larghezza di banda adeguata (es20-20KHz) ;
gli strumenti di misura analizzatore , generatore , filtri dovrebbero almeno avere caratteristiche migliori di almeno 10dB rispetto al dispositivo in test per ottenere risultati credibili .
Una banda di almeno 30KHz , permette di rilevare la terza armonica di 10KHz ; oltre può essere utile per verificare che non esistano auto-oscillazioni che , anche se non udibili , potrebbero mandare in crisi le elettroniche .
Perché non rilevare solo la distorsione armonica , sommando f2+f3+f4…etc ?
Negli anni passati , pre-FFT in ambito audio , le misure, erano eseguite con voltmetri analogici con larga banda di lettura o , comunque limitato da filtri , questa tecnica è arrivata sino a noi ed è una pratica ampiamente diffusa e riconosciuta . Era in effetti difficile misurare solo la distorsione senza il rumore .
La lettura delle singole armoniche è utilizzata più in ambiente di ricerca e sviluppo che nella misura di dispositivi da verificare o restaurare
La lettura del THD+N permette di confrontare i dati direttamente con i dati di targa forniti del dispositivo “vintage” .
Non ho trovato una procedura di test di distorsione unica , in alcuni casi i valori vengono letti dopo aver applicato al DUT 1 Vrms in ingresso da 1KHz
tramite il potenziometro del volume si rileva in uscita la distorsione a gain pari 1 (ciò lo stesso 1 Volt in output) , a 10W e la potenza di uscita quando il valore di distorsione raggiunge l’1% .
L’ultima misura è da eseguire con attenzione . Arrivati al limite è difficile “impostare” un livello di distorsione .
Info: Sebalelemail@gmail.com
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