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Peter M.

25.01.2019,
23:51
 

Impedanz messen an Gleichstrom Quellen (Elektronik)

Hallo,

Einiges habe ich im Netz gesucht und versucht, mir das Thema selbst anzueignen, leider bisher ohne Erfolg. Ich hoffe daher auf die Erfahrung und Hilfe hiesiger Forenten... :)

Aus Neugier und durch das Hobby Hifi und Elektronik würde ich gerne Impedanzen messen können, aktuell mit dem Schwerpunkt von Gleichstrom Quellen / Netzteilen.

Ich versuchte u. A., diesem link zu folgen: https://www.elektronikpraxis.vogel.de/messung-der-ausgangsimpedanz-von-dc-quellen-a-425816/index2.html

Leider ohne Erfolg.

Ein älteres Hameg Scope samt Signalgenerator ist vorhanden, sowie viel Bereitschaft zu lernen. Leider wurde mir als Laie wohl eine Schritt für Schritt Anleitung am schnellsten helfen - sofern Erklärungen vorhanden sind, umso besser.

Vielen Dank schon mal!

Grüße

Peter

olit(R)

E-Mail

Berlin,
01.02.2019,
11:14

@ schaerer

Funktionsgenerator...

»
» Und wie sauber sieht in diesem Bereich der Sinus aus? Mehr Zwetschge als
» Sinus? :-D :cool:
»
Deine Frage animierte mich, die Kurve mit der Netzspannung zu vergleichen.
Sie sind deckungsgleich, solange ich es Schaffe sie zu synchronisieren. :-)

olit(R)

E-Mail

Berlin,
31.01.2019,
23:05

@ schaerer

Funktionsgenerator...

» » Das war mal ein Bastelbausatz. Selten das ich solche verwende aber die
» » Schaltung für den XR-2206 ist ziemlich raffiniert.
»
» Kenn ich gut, hab ihn auch schon in Projekten eingesetzt. Es gab mal die
» Konkurenz 8038. Den habe ich nie benutzt, soll aber auch weniger gut sein.
»
Der 8038 Gefällt mir auch nicht so gut.

» » Eigentlich ist er nur bis 100kHz vorgesehen. Da aber noch eine
» Schaltstufe
» » am Grobeinstellungsschalter frei war, belegte ich den mit 68pF und komme
» so
» » bis 1MHz. Mit der Einschränkung der sinkenden Ausgangsspannung ab
» 200kHz.
»
» Und wie sauber sieht in diesem Bereich der Sinus aus? Mehr Zwetschge als
» Sinus? :-D :cool:

Bis zu letzt sieht die Sinuskurve oszillographisch gut aus. Einen Klirrfaktormesser habe ich natürlich nicht. Ein raffinierter Trick der Schaltung ist, dass der Widerstand an Pin 13 und 14 nicht direkt über einen problematischen, mechanischen Kontakt geschaltet wird, sondern mittel des MOSFET BS170. Das soll eine gewisse Sicherheit für eine Gleichbleibende Sinuskurve geben.

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
31.01.2019,
21:24

@ olit

Funktionsgenerator...

» Das war mal ein Bastelbausatz. Selten das ich solche verwende aber die
» Schaltung für den XR-2206 ist ziemlich raffiniert.

Kenn ich gut, hab ihn auch schon in Projekten eingesetzt. Es gab mal die Konkurenz 8038. Den habe ich nie benutzt, soll aber auch weniger gut sein.

» Eigentlich ist er nur bis 100kHz vorgesehen. Da aber noch eine Schaltstufe
» am Grobeinstellungsschalter frei war, belegte ich den mit 68pF und komme so
» bis 1MHz. Mit der Einschränkung der sinkenden Ausgangsspannung ab 200kHz.

Und wie sauber sieht in diesem Bereich der Sinus aus? Mehr Zwetschge als Sinus? :-D :cool:

» Der Ausgangsverstärker macht da nicht mit.
» (Maximale Ausgangsspannung am DC-Ausgang bis 200kHz ist 10Vss. Nullpunkt
» Verschiebbar. Am AC Ausgang max 1Vss)

Da begrenzt eben der Slewrate.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

olit(R)

E-Mail

Berlin,
31.01.2019,
13:59
(editiert von olit
am 31.01.2019 um 14:21)


@ schaerer

Funktionsgenerator...

» » 3Veff. Bei 5Mhz :ok:
» »
» » 5MHz :surprised:
» »
» » Ab 200kHz sinkt die Sinusspannung meines Funktionsgenerators
» kontinuierlich
» » bis auf 1/4, bei 1MHz, ab. :-D
»
» Mich überrascht das überhaupt nicht. Was hast denn Du für einen
» Funktionsgenerator?
»
» Ich habe ein Oldy von Funktionsgenerator von Siemens, den 7KD2007. Bis auf
» den Maximalwert von 11 MHz zeigt das Oszi einen konstanten Sinuspegel von
» 20 Vpp.

Das war mal ein Bastelbausatz. Selten das ich solche verwende aber die Schaltung für den XR-2206 ist ziemlich raffiniert. Das so zu lösen währe mir nicht eingefallen.
Eigentlich ist er nur bis 100kHz vorgesehen. Da aber noch eine Schaltstufe am Grobeinstellungsschalter frei war, belegte ich den mit 68pF und komme so bis 1MHz. Mit der Einschränkung der sinkenden Ausgangsspannung ab 200kHz. Der Ausgangsverstärker macht da nicht mit.
(Maximale Ausgangsspannung am DC-Ausgang bis 200kHz ist 10Vss. Nullpunkt Verschiebbar. Am AC Ausgang max 1Vss)
Da ich aber zusätzlich ein TTL-Ausgang nachrüstete, ist der uneingeschränkt bis 1MHz nutzbar.




Das zweite Gatter vom “7420“ dient, mit dem 620 Ohm Widerstand, als Parallelspannungsregler. Der Ausgang vom ersten Gatter ist auch ohne den 15 Ohm PTC kurzschlussfest, weil die Spannung über 620 Ohm einbricht. Der PTC würde Theoretisch gegen Fremdspannungen schützen. Aber er ist körperlich zu groß um sich in irgendeiner Weise zu erwärmen. Er hat keinen Nutzen und keinen Schaden. :-)

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
31.01.2019,
10:52
(editiert von schaerer
am 31.01.2019 um 10:53)


@ olit

Funktionsgenerator...

» 3Veff. Bei 5Mhz :ok:
»
» 5MHz :surprised:
»
» Ab 200kHz sinkt die Sinusspannung meines Funktionsgenerators kontinuierlich
» bis auf 1/4, bei 1MHz, ab. :-D

Mich überrascht das überhaupt nicht. Was hast denn Du für einen Funktionsgenerator?

Ich habe ein Oldy von Funktionsgenerator von Siemens, den 7KD2007. Bis auf den Maximalwert von 11 MHz zeigt das Oszi einen konstanten Sinuspegel von 20 Vpp.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

olit(R)

E-Mail

Berlin,
30.01.2019,
15:04
(editiert von olit
am 30.01.2019 um 15:16)


@ Hartwig

Messen von paras. Leitungsindukt. und einen Anfall...

3Veff. Bei 5Mhz :ok:

5MHz :surprised:

Ab 200kHz sinkt die Sinusspannung meines Funktionsgenerators kontinuierlich bis auf 1/4, bei 1MHz, ab. :-D

Hartwig(R)

29.01.2019,
23:37

@ olit

Messen von paras. Leitungsindukt. und einen Anfall...

» » Negative und positive Nadeln im V-Bereich sind zu beobachten. :-(
» » Die Ausreglung dieser, dauert 40µs. :-|
»
» Das hatte mir nicht gefallen! Es Betraf die positiven Nadeln, die Beim
» Abschalten der Lampe entstehen. Also habe ich eine Grundlast von 25mA an
» das Netzteil angeschlossen und schon war das Ausschwingen auf 18µs
» gesunken. Bei 250mA auf 5µs. Uhrsache für das Verhalten ist der 0,5µF Elko
» im Ausgang des Netzteiles. Beim Abschalten der Last, wird er durch die
» positive Nadel aufgeladen und wird erst langsam, durch eine netzinterne
» Grundlast von 12mA, entladen.

Hallo,
ähnliche Werte, also um 20µs auf 99% finde ich bei mir auch - bei Lastwechseln von 100mA auf 1A und zurück.
Ich hab jetzt mal die AC-Impedanz vom Netzteil gemessen - etwa so, wie in dem Artikel vom Vogel-Verlag beschrieben. Der Koppel-C hatte nur 10µF, daher waren Messungen bei tiefen Frequenzen ohne große Aussage (auf Genauigkeit habe ich hier keinen Wert gelegt, es ging mir nur um die Größenordnung der AC-Impedanz).
Bei 50kHz (Sinus) lag die Impedanz knapp unter 1Ohm, bei 500kHz waren es schon 10Ohm und bei 5MHz knapp 100Ohm. Die Messung erfolgte bei 10V Gleichspannung als Ausgangsspannung (12Ohm Last), die eingespeiste Wechselspannungsamplitude vor dem Meßwiderstand lag bei 3Veff. Bei 5Mhz war ein Anstieg der Ausgangsspannung des Netzgerätes von etwa 100mV zu beobachten,
Stören tut mich das nicht - die Erscheinung wäre wohl mit einer HF-Drossel in den Griff zu bekommen. Ich würde aber derart hohe Frequenzen nicht gerne auf den Strippen des Netzteils haben, das würde überall einstreuen.

olit(R)

E-Mail

Berlin,
29.01.2019,
11:24
(editiert von olit
am 29.01.2019 um 15:43)


@ olit

Messen von paras. Leitungsindukt. und einen Anfall...

» Negative und positive Nadeln im V-Bereich sind zu beobachten. :-(
» Die Ausreglung dieser, dauert 40µs. :-|

Das hatte mir nicht gefallen! Es Betraf die positiven Nadeln, die Beim Abschalten der Lampe entstehen. Also habe ich eine Grundlast von 25mA an das Netzteil angeschlossen und schon war das Ausschwingen auf 18µs gesunken. Bei 250mA auf 5µs. Uhrsache für das Verhalten ist der 0,5µF Elko im Ausgang des Netzteiles. Beim Abschalten der Last, wird er durch die positive Nadel aufgeladen und wird erst langsam, durch eine netzinterne Grundlast von 12mA, entladen.

olit(R)

E-Mail

Berlin,
29.01.2019,
10:53

@ Hartwig

Messen von paras. Leitungsindukt. und einen Anfall...

» Ja, genau. So hatte ich das auch gesehen, das sieht ja noch harmlos aus.
» Nur als ich plötzlich diesen doch erheblichen Anstieg der Ausgangsspannung
» sah, habe ich einen Schreck bekommen. Ich werde gelegentlich mal die
» Impedanz dieses Netzgerätes in Abhängigkeit von der Frequenz messen.

Ich habe das Netzteil Über einen PWM Generator mit einer Glühlampe 12V 5W belastet.
Und verschiedene Frequenzen und Tastverhältnisse eingestellt.
Oszilloskop direkt am Netzteil angeklemmt.
DC Innenwiderstand vom Netzteil <20mOhm. :-)
Negative und positive Nadeln im V-Bereich sind zu beobachten. :-(
Die Ausreglung dieser, dauert 40µs. :-|
Die Ausgangsspannung vom Netzteil läuft nicht hoch. :-)

Hartwig(R)

28.01.2019,
16:02

@ olit

Messen von paras. Leitungsindukt. und einen Anfall...

Ja, genau. So hatte ich das auch gesehen, das sieht ja noch harmlos aus. Nur als ich plötzlich diesen doch erheblichen Anstieg der Ausgangsspannung sah, habe ich einen Schreck bekommen. Ich werde gelegentlich mal die Impedanz dieses Netzgerätes in Abhängigkeit von der Frequenz messen.

olit(R)

E-Mail

Berlin,
28.01.2019,
15:49

@ Hartwig

Messen von paras. Leitungsindukt. und einen Anfall...

» Die AC-Impedanzmessung bei Labornetzteilen hat vielleicht durchaus ihre
» Berechtigung, ein kleines Erlebnis bracht mich auf diese Idee: Ich
» experimentierte mit einer Leistungs-Schaltstufe (bipolarer npn) und
» maltraitierte diese mit recht hochfrequenten Rechtecksignalen. Der
» Kollektor des Transitiors lag über eine niederohmige Last direkt am + vom
» Labornetzteil. Das Netzteil ist ein betagtes Gerät, diskret aufgebaut mit
» 2N3055 als Längsregler, am Ausgang abgeblockt mit 0,1µF Folie und 10µF
» Elko. Das Gerät hat eine einstellbare Überstromabschlatung. Die Spannung
» war auf 22V eingestellt.
» Nun hatte ich während des Versuches primär den Oszi und den
» Rechteckgenerator im Blick, aber plötzlich beobachtet ich, dass die
» Spannungsanzeige des Netzteils deutlich anstieg, 27V bei eingestellten
» 22V!
» OK, Netzteil ausgeschaltet und vom Aufbau getrennt – es funktionierte wie
» sonst auch. Also waren es die hohen Frequenzen. Daraufhin habe ich direkt
» an der Schaltung noch einen Elko eingebaut und ein HF-Drossel in die +
» Zuleitung vom Netzteil – vorbei war der Spuk.
» Ich gehe davon aus, das der Regelverstärker des Netzteils die hochfrequente
» Belastung nicht mehr erkennen und ausregeln konnte. Daher „sah“ er die
» Ausgangsspannung um einen Teil der überlagerten HF zu niedrig und steuerte
» den Längstransistor weiter auf.
» Gleich, ob es ein SNT oder analoges Netzteil ist – der AC-Innenwiderstand
» sollte zeigen, wo die obere Frequenzgrenze der Regelung liegt bzw. wie sich
» die Regelung bei einer Modulation des Ausgangsstromes verhält.
» Die beschriebene Meßmethode entspich ja auch der gängigen Methode, mit der
» man den Ausgangswiderstand von Verstärkern mißt.
»
» Grüße
» Hartwig

Passt ja auch zu diesem Bild.
Da sind es nur einzelne negative Nadeln die das Netzteil zum Überschwingen anregen.

Hartwig(R)

28.01.2019,
15:01

@ schaerer

Messen von paras. Leitungsindukt. und einen Anfall...

Hallo Tomas
» Das Thema gibt es, es hat aber nichts mit der DC-Spannung zu tun.
indirekt vielleicht schon....
zudem ist ja sehr lobenswert, wenn jemand, der sich mit HiFi befasst, in die Messtechnik einsteigen will und Antworten auf Verständnisfragen sucht – das ist schließlich der erste Schritt, um die vielen Mythen und esotherischen Theorien in diesem Bereich zu erkennen.
Die AC-Impedanzmessung bei Labornetzteilen hat vielleicht durchaus ihre Berechtigung, ein kleines Erlebnis bracht mich auf diese Idee: Ich experimentierte mit einer Leistungs-Schaltstufe (bipolarer npn) und maltraitierte diese mit recht hochfrequenten Rechtecksignalen. Der Kollektor des Transitiors lag über eine niederohmige Last direkt am + vom Labornetzteil. Das Netzteil ist ein betagtes Gerät, diskret aufgebaut mit 2N3055 als Längsregler, am Ausgang abgeblockt mit 0,1µF Folie und 10µF Elko. Das Gerät hat eine einstellbare Überstromabschlatung. Die Spannung war auf 22V eingestellt.
Nun hatte ich während des Versuches primär den Oszi und den Rechteckgenerator im Blick, aber plötzlich beobachtet ich, dass die Spannungsanzeige des Netzteils deutlich anstieg, 27V bei eingestellten 22V!
OK, Netzteil ausgeschaltet und vom Aufbau getrennt – es funktionierte wie sonst auch. Also waren es die hohen Frequenzen. Daraufhin habe ich direkt an der Schaltung noch einen Elko eingebaut und ein HF-Drossel in die + Zuleitung vom Netzteil – vorbei war der Spuk.
Ich gehe davon aus, das der Regelverstärker des Netzteils die hochfrequente Belastung nicht mehr erkennen und ausregeln konnte. Daher „sah“ er die Ausgangsspannung um einen Teil der überlagerten HF zu niedrig und steuerte den Längstransistor weiter auf.
Gleich, ob es ein SNT oder analoges Netzteil ist – der AC-Innenwiderstand sollte zeigen, wo die obere Frequenzgrenze der Regelung liegt bzw. wie sich die Regelung bei einer Modulation des Ausgangsstromes verhält.
Die beschriebene Meßmethode entspich ja auch der gängigen Methode, mit der man den Ausgangswiderstand von Verstärkern mißt.

Grüße
Hartwig

olit(R)

E-Mail

Berlin,
27.01.2019,
13:19
(editiert von olit
am 27.01.2019 um 14:14)


@ schaerer

Messen von paras. Leitungsindukt. und einen Anfall...

» »
» »
» »
»
» Interessant wäre noch einen Vergleich zwischen
» "220nF(Kerko) + 10µF(Elko)" und nur "10µF(Tantal-Elko)".
»
» Allerdings gilt, dass zur Speiseabblockung der Tantal-Elko ungeeignet ist,
» auch wenn das Resultat gleich gut ist wie beim Oszibild "220nF(Kerko) +
» 10µF(Elko)".
»
» BTW.: Wenn ich etwas vergesse, das Du früher hier geschrieben hast, dann
» sorry, denn:
» . . . . "Mein Gehirn ist weich wie Wachs, man führe mich zum Kräuterdachs."

Ist ja auch zu lange her!
Ich habe mal geschaut. Wann das Foto erstellt wurde. Am 26. Januar 2014

Meine Vermutung ist aber, dass das Oszillogramm durch das Überschwingen des Labohrnetzteils übertrieben dargestellt ist. Die kaum sichtbaren negativen Nadeln hat der NE555 verursacht. Der positive Ausschlag mit dem ausschwingen stammt bestimmt vom Netzteil. Ich hätte für diese Messung aus einer Batterie (Akku) speisen sollen.

Ich habe sogar den Thread gefunden.
http://www.elektronik-kompendium.de/forum/forum_entry.php?id=200978&page=0&category=all&order=time

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
27.01.2019,
12:37

@ olit

Messen von paras. Leitungsindukt. und einen Anfall...

» »
» » Das ist ein extrem kurzzeitiges HF-Ereignis. Abhilfe schafft der Kerko
» mit
» » Spannungsüberbrückung. Das liegt alles im ns-Bereich oder heute sogar im
» » 10- oder 100ps-Bereich.
» »
» Eins gabst du mir Anlass, diesen Effekt beim NE555 zu messen.
» Der legendäre IC ist bestimmt besonders boshaft-lahm in diese Beziehung.
» :-)
»
»
»

Interessant wäre noch einen Vergleich zwischen
"220nF(Kerko) + 10µF(Elko)" und nur "10µF(Tantal-Elko)".

Allerdings gilt, dass zur Speiseabblockung der Tantal-Elko ungeeignet ist, auch wenn das Resultat gleich gut ist wie beim Oszibild "220nF(Kerko) + 10µF(Elko)".

BTW.: Wenn ich etwas vergesse, das Du früher hier geschrieben hast, dann sorry, denn:
. . . . "Mein Gehirn ist weich wie Wachs, man führe mich zum Kräuterdachs."

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

olit(R)

E-Mail

Berlin,
27.01.2019,
12:01

@ schaerer

Messen von paras. Leitungsindukt. und einen Anfall...

»
» Das ist ein extrem kurzzeitiges HF-Ereignis. Abhilfe schafft der Kerko mit
» Spannungsüberbrückung. Das liegt alles im ns-Bereich oder heute sogar im
» 10- oder 100ps-Bereich.
»
Eins gabst du mir Anlass, diesen Effekt beim NE555 zu messen.
Der legendäre IC ist bestimmt besonders boshaft-lahm in diese Beziehung. :-)