Hi,
Deze keer geen ontwerp van mij maar van Jay_Diddy_B
Op EEVBLog zijn er verschillende topics geweest van ESR meters, net als hier op CO.
Van Jay_Diddy_B heb ik gisteren zijn ESR metertje gebouwd.
Waarom Bram... je hebt toch mooie RCL meetinstrumenten...
Nou, omdat het een galant ontwerp is, simpel van opbouw met goede specificaties en altijd leuk om er een zelfgebouwd testinstrumentje er bij te hebben.
Het schema van de besproken ESR meter: www.bramcam.nl/Diversen/ESR-JDB.pdf
Kijk op EEVBLog voor de complete uitleg van de werking, ik doe het hier compact voor de gene die moeite hebben met de Engelse taal.
Kijk hier voor het orginale topic op EEVBlog: http://www.eevblog.com/forum/projects/5-transistor-esr-meter-design/
Open het schema 
De hele schakeling werkt op een 5V voeding die uit een TO92 regelaar komt, in het schema staat een 78L05, welke ik heb vervangen voor een TSTS2950-50.
Dat is een low drop regelaar die tot net onder de 5,5V ingangs spanning werkt, hierdoor haal je de maximale energie uit de 9V batterij.
Q1 en Q2 vormen een emittor gekoppelde oscilator die door Q3 een PNP transistor gebuffert/versterkt wordt.
Uiteindelijk staat op de collector van Q3 een vrij goede blokgolf en bij mij is dat 92,6KHZ.
Dit vind ik verder geen probleem dat de frequentie wat lager is, het is toch geen precisie instrument, de ESR van verschillende condensatoren zwabbert toch alle kanten op
Dit is een instrument dat je een indruk geeft van de ESR rond de 100KHz.
Dan komen we bij wat onderdelen die ook de aflees nauwkeurigheid bepalen, en dat zijn de twee weerstand delers R8+R10 en R11+R12.
Jay_Diddy_B heeft via Spice bepaald welke waarde van R10 volgens hem de mooiste schaal geeft voor het aflezen, in het schema staat dus 3Ω voor deze weerstanden.
Ook R12 heeft geen "normale" waarde deze is 30Ω.
De oplettende kijker heeft gezien dat de verhoudingen tussen de twee delers een factor 10 is.
Jay_Diddy_B heeft er voor gekozen een lage waarde te nemen voor R8 en R3 om de aanstuur impedantie van de te meten condensator laag te houden, wat de goede beslissing is.
Het knopppunt van R11 en R12 heeft het zelfde signaal niveau als de R8 en R10 deler, t.o.v. massa staat hier ongeveer 110mVPP. zie plaatje hieronder.
Over de testaansluitingen staan ook nog wat snelle Schottky dioden ter bescherming van de schakeling.
het signaal dat op de testklemmen staat wordt AC uitgekoppeld door C3 van 10nF naar de linker zijde van de verschil versterker.
De versterker aan de rechter zijde van het schema wordt gevoed uit de spanningsdeler R11 en R12.
Als er nu geen component zit aangesloten op de testklemmen dan zal de AC spanning over R10 niet zakken en valt er voor Q4 en Q5 geen verschil spanning te versterken.
Nog even naar Q4 en Q5, met de "normale" componenten rond deze trapjes versterken deze de collector weerstand (1K2) gedeeld door de emittor weerstand(0,33K) is ongeveer 3,6x.
Er is echter meer versterking nodig voor een goede werking en dat is opgelost door de emittor weerstaden R15 en R19 te ontkoppelen voor AC met 1uF en een 33Ω weerstand.
De totale versterking per trapje wordt hierdoor een kleine 40x, dit is afhankelijk natuurlijk van de belastingen die de twee collecter zien door de belasting die de meter vormt.
In serie met de meter en de "0" potmeter staat ook R24, met een 50uA metertje is deze rond de 12K.
Als de spanningsdelers in gelijke verhouding zijn gekozen en men 1% weerstanden hiervoor neemt net als voor R16 en R20, dan is de uitslag van het metertje nihil bij geen aangesloten component.
Het hele systeem is dus een oscilator met een verschil versterker die de verschil spanning meer tussen twee in verhouding gelijke spannings delers.
Voor ik verder ga met wat plaatjes en nog wat andere uitleg, 100uA is wel mogelijk om te gebruiken, maar een 1mA meetinstrumentje trekken de verschil versterkers niet.
Ik had geen moeite op de laatste beurs waar ik was voor weinig geld meerdere 50uA metertjes te kopen, dus maak het je zelf niet moeilijk, ebay heeft verschillende typen metertje te koop.
Voor het bouwen heb ik een afdruk gemaakt van het schema, waarbij ik dan aankruis wat ik reeds gesoldeerd en getest heb.
Ik vind het makkelijk als je een goed opgebouwd schema hebt wat dit trouwens is, om te componenten dan ook op deze manier op de print te monteren.
Je kan bijna het schema aflezen van de print.
Linksboven zit de 5V LDO regelaar die de +5V maakt, in het miden onder zijn de twee aansluitpinnen te zien waar de condensator op aangesloten wordt.
Een stukje rechts naar boven zijn de twee laatste aansluit pinen te zien deze zijn voor het 50uA metertje, de + is de bovenste aansluiting.
In de blauwe cirkel bevind zich de weerstand R24 en deze is bij een 50uA metertje ongeveer 12K.
Ik had geen rekening gehouden met de 5V ontkoppel condensator(plekje), maar door hem schuin te plaatsen kon ik hem toch op een goede plek aanbrengen, zie de gele cirkel.
De 10K potmeter komt op het front, deze steld de meter op "0" bij kortgesloten aansluitklemmen.
De twee beschermings diodes D1 en D2 komen achter op de aansluitklemmen en zitten dus niet op dit printje.
De verplichte onderzijde, ook nu weer geen spaghetty bedrading.
Bij de eerste keer aanzetten wees het metertje dit aan met een 1Ω weerstand op de klemmen, 35uA stroom.
De gene die ondetussen de EEVBlog topics hebben gelezen zien dat mijn stroom een beetje anders is dan welke anderen meten bij deze weerstands waarde.
Dat komt dus door de kleine aanpassing van de 3Ω naar 3,3OΩ en de 30Ω naar de 33Ω waarde.
Teken je zelf het schaaltje dan is dit geen probleem, wil je een van de schaaltjes die Jay_Diddy_B ter beschikking steld of anderen,
neem dan 2x1,5Ω in serie en voor de 30Ω 2x 15Ω in serie.
Dan nog wat metingen meting aan een 1Ω weerstand, hier direct op de print gemeten met korte aansluitingen.
De 1Ω weerstand heeft aansluitdraden van 25mm.
En nu gemeten met zo kort mogelijke aansluitdraden, er is nu geen overshoot meer zichtbaar.
Voor de gemeten waarde maakt dit erg weinig uit, maar als je over de meetklemmen een scoop zet, krijg je een aardige indicatie van de inductie (ESL) van je te meten component.
Vragen? schiet maar
Gegroet,
Blackdog
