Simpele Oplossing Meetprobleem

blackdog

Golden Member

Hi,

Er wordt hier nog steeds gewerkt aan diverse projecten waaronder de metingen aan 723 voeding Ic’s.
Behalve een "PicoLog 1216" heb ik geen scanning multimeter om meerdere D.U.T tegelijk te meten.

Ik heb wel een aantal HP/KeySight meters die via BenchView kunnen worden uitgelezen, maar dat zijn er maar vier.
Nu heb ik al jaren dus een PicoLogger 1216 die 16 kanalen heeft en maar één meetbereik van 0 tot +2,5V.

Dat gaat dus niet werken als ik de zener spanning wil meten van 723 Ic’s, welke tussen 6,9 en 7,3V zit bij de meeste modellen.
Hiervoor had ik een oplossing nodig zonder belasting van de te testen Ic’s en ik wou ook niet 10 stuks level shifters maken.

Ik heb voor deze oplossing gekozen, ik schift de massa met 5V zodat het meetbereik rond de 2V komt te liggen, welke mooi binnen het meetbereik van de PicoLogger valt en ik ook nog eens een flink deel van het dynamische bereik kan gebruiken van de PicoLogger.

Voor de 5V referentie heb ik een LT1021-5V gebruikt die al een tijdje is verouderd en deze referentie is veel stabieler dan de 7V die uit een 723 IC komt.
Wel heb ik een flinke condensator aan de uitgang gezet van de LT1021 zodat de impedantie daar lekker laag is.
De LT1021 heb ik getrimd op precies 5V met de trimpot zoals aangegeven in het onderstaande schema.

De LT1021 en de 10 stuks 723 Ic’s worden uit een 12V voeding gevoed die zwevend is en de PicoLogger wordt gevoed door de 5V uit mijn meetcomputer.
In het schema heb ik twee 732 Ic’s getekend, nummer-1 en nummer-8, dit om het overzichtelijk te houden.

De massa van de PicoLogger wordt dus 5V gelift, de blauw getekende massa van het PicoLog Extention Board hangt dus aan de 5V referentie spanning van de LT1021.

https://www.bramcam.nl/NA/723/PicoLog-723-04.png

.
Dit is de test setup van 10 stuks 723 Ic's, helemaal rechts bevind zich de LT1021 en de voeding’s ontkoppeling voor het geheel.
Boven de 723 Ic's kan je nog net de 1uF ontkoppel condensator zien voor de referentie uitgang.
De massa aansluiting voor de Ic's zijn dubbel uitgevoerd, net las dat de massa strips van het BreadBoard dubbel zijn uitgevoerd en ook op meerdere punten doorverbonden.
Dit om een zo klein mogelijke fout te krijgen in de massa verbindingen, gelukkig zijn de stromen door de 723 laag in deze testopstelling.
Ic's 6 t/m 10 zijn van Tesla, nummer 4 en 5 zijn van Thomson gekregen van Rob040, nummer 3 en 2 zijn van het merk Harris en nummer-1 is een TI die ik voor een schandalig bedrag gekocht heb bij Farnell.
https://www.bramcam.nl/NA/723/PicoLog-723-03.png

.
Dit is de "drone view" van de meetopset, ik heb niet echt opgeruimd om het netjes neer te kunnen leggen op mijn werkbank.
https://www.bramcam.nl/NA/723/PicoLog-723-02.png

.
Hier kunnen jullie zien dat de software aan het werk is.
Blauw is dus die dure TI-723 welke kanaal-1 is en dan zo verder.
Per kanaal kan je een bewerking doen op de meetwaarde en ik heb daar dus +5V van de referentie uit de LT1021 bij opgeteld, vandaar dat de waarden kloppen die worden aangegeven ondank het meetbereik van 0 tot +2,5V
https://www.bramcam.nl/NA/723/PicoLog-723-05.png

.
En hier gaat het mij om, dit is een export van eerder deze avond, welke mooi laat zien dat een aantal typen van de 723 een vrij grote inschakeldrift hebben.
Dat komt ook bij echte referentie voor, welke vaak 1000 tot 2000 uur nodig hebben om enigszins stabiel te worden.
De eerst van TESLA die ik heb getest, had 1,5 dag nodig voordat hij bruikbaar was in mijn ogen, daarna was het verschil tussen uitschakelen en weer inschakelen al vrij goed.

Dit is een export van de metingen toen ze ongeveer 1-uur gelopen had, en het betreft een screenshot uit een .pdf bestand dat het programma kan maken.
https://www.bramcam.nl/NA/723/PicoLog-723-01.png

In de grafiek is heel goed te zien waarom ik deze meting ben gaan doen, een aantal 723 hebben een grote aanvangsdrift en anderen 723 Ic's hebben daar geen last van.
De bedoeling is dat ik deze meting een tijdje laat lopen en dan een export naar Excel doe voor wat beter overzicht.

Mooi dat was het, het hoort voor een deel bij het 723 project maar dit lijk mij ook wel leuk om even te laten zien hoe ik dit meetprobleem heb opgelost.

SHOOT!

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

Ik vraag me bij de producten van pico vaak af hoe stabiel die zelf zijn over de tijd.
Ik heb er regelmatig specificaties van opgezocht en dan bleek het toch wel op orde ;)

Ik had verwacht dat jij vast je hand al eens had weten te leggen op een Agilent 973, een keithley 2700 of daq6510. Ik vindt het handige apparatuur en bouw tegenwoordig een standaard sub d 50 op mijn opstellingen zodat ik snel kan schakelen met de multiplexers.

Ik snap je aanpak maar bij mij resulteert een dergelijke oplossing vrijwel altijd in twijfel over de opstelling zelf...

Interessant om die metingen te zien, hoeveel het verschilt!

PA0EJE - www.eje-electronics.nl - e.jongerius[aapje]eje-electronics.nl - EJE Electronics - Elektronica/firmware ontwikkeling

Het lijkt me handig als je een bekend stabiele referentie mee zou kunnen meten, juist om het verlopen van je meetapparaat te kunnen detecteren en corrigeren. De vraag is natuurlijk waar je een dergelijk stabiele referentie dan weer vandaan zou moeten halen.

2000 uur is ruim 83 dagen, dat is toch wel erg lang!

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
blackdog

Golden Member

Hi elmowww en SparkyGSX, ;)

elmowww
Tja... ik heb regelmatig naar scannenden DMM's gekeken en gezocht op de tweede hands markt, maar de spoeling is erg dun en/of duur.
Bij Eleshop is ook een Siglent 6.5 Digit DMM te koop met scanner card, maar het lijkt er op dat het aantal PLC's nogal hoog moet staan, wat de ruis onderdrukking slechter maakt.
Dit om aan te geven dat zelfs als je een modern betaalbaar apparaat hebt, dat het dan nog niet betekend dat je dan de metingen op de manier wilt doen zoals je wilt.
https://www.eleshop.nl/siglent-sdm3065x-with-12-channel-multiplexer.ht…

Twijvelen aan je opstelling is altijd goed, dan doe je meer je best om het goed te doen. :)
Ik gaf al aan dat ik meer aandacht heb besteed aan de massa verbindingen, en ik heb een verouderde LT1021 referentie gebruikt zodat de drift daar klein van is t.o.v. de 723 Ic's.
En ja die LT1021 wandeld wel een beetje mee met de kamer temperatuur, alleen is deze variatie heel klein t.o.v. de variatie van de 723 Ic's.

SparkyGSX
De drift die ik in beeld aan het brengen ben, is de gene die veel optreed bij de eerste keer onderspanning zetten van een Ic.
Die is er trouwens niet alleen in referentie delen van het gebruikte Ic.
B.v. iedere opamp die je pakt heeft die drift wat offset en bias stromen betreft.
Ook in de smps Ic's waarvan ik denk dat jij die regelmatig ontwerpt, treed dit op, in hoeverrre dat van belang is bepaal jij als ontwerper.

Verder ga ik niet deze setup 2000 uur laten draaien, de eerste driftende jonge was dus na ongeveer anderhalve dag zijn grootste eerste keer inschakelen drift al kwijt.
De 723 wordt vaak geprezen om zijn referentie, die is niet slecht, maar de eigenschappen van de gene die ik gemeten heb zijn maar midelmatig, vooral de plastic modellen t.o.v een echt referentie Ic.
Dit is voor het groot deel van de gebruikers die er voedingen mee bouwen geen enkel probleem, daar de Ri van die zelfbouw voedingen vaak hoog is en deze Ri daarom dominant is.
En dan ook nog samen met de niet goede opbouw wat warmte betreft rond het 723 Ic.

Voor jouw info, ik heb een LAB referentie van 10V waarven ik na vele jaren meten kan zeggen dat die niet meer dan 1PPM/jaar afwijkt, maar deze is niet direct als referentie te gebruiken.
Ik heb wel een Hamon divider welke 1:10 is zodat ik deze 10V mee zou kunnen nemen op een van de over gebleven ingangen van de PicoLog.
Dan zou er ook nog een temperatuur sensor bij moeten...
Alles bij elkaar schiet ik dan een beetje mijn doel voorbij om de eerste inschakeldrift van de Ic's te gaan meten. :)

Denk voor de opmerkingen en gegroet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
blackdog

Golden Member

Hi!

Hier een update van de meting die nu meer dan 15 uur loopt.

https://www.bramcam.nl/NA/723/PicoLog-723-06.png

Er is een grote verschijdenheid zichtbaar in het gedrag van de tien stuks 723 Ic's die hier gemeten worden.
Eerst even een lijstje zodat het aflezen wat makkelijker wordt.

c code:


1  =  National Semiconductor, TI
2  =  Harris
3  =  Harris
4  =  Thomson
5  =  Thomson
6  =  Tesla
7  =  Tesla
8  =  Tesla
9  =  Tesla
10 =  Tesla

De meest vlakke grafiek wordt getoond door nummer-6 welke de Tesla 723 is die ik al bijna 2 dagen aan heb gehad.
De andere is de NS/TI 723 die wel wat test uren heeft gehad, maar niet de hoeveelheid als nummer-6, dus wat Ref stabiliteit betreft is deze goed.

Nummer-2 loopt eerst iets omhoog en lijkt daarna mooi vlak te worden.
Nummer-7, 8 ,9, 10 welke de Tesla typen zijn, vertonen het zelfde gedrag, de eerst uren is er een sterke negatieve drift.
Nummer-6 is ook een Tesla en die zier er veel beter uit, dit omdat dit Ic al en tijdje getest is.

Nummer-4 en nummer-5 zijn ook een beetje opvallend, deze zijn in de grafiek een beetje bol, dus ze geen eerst een beetje omhoog in waarde en gaan daarna weer omlaag.
Beide Ic's zijn van het merk Harris.

Ik hoop dat deze metingen jullie wat inzicht verschaft over de eerste uren dat een electronisch onderdeel gebruikt gaat worden.
Dit laat ook goed zien waarom sommige fabrikanten van producten aangeven dat het product een x aantal uren is getest, voor het de deur uit gaat.

Ook laat het zien dat b.v. het adjusteren van een apparaat nadat het net is gebouw vaak geen goed plan is.
Zeg dat je een Tesla 723 hebt gebruikt is een regelbare voeding en je gaat hem adjusteren voor het stroom en spannings bereik, dat kan je dan na zeg twee dagen aanstaan, het weer gaan doen. :)

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
blackdog

Golden Member

Hi,

Weer een kleine update van de meting aan 10 stuks 723 Ic's.

Bij deze metingen horen eigenlijk ook wat temperatuur metingen en stutus van de lucht vochtigheid van de metruimte.
Het plaatje hieronder komt uit mijn RPI Domoticz en geeft in de bovenste grafiek de laatste 24-uur weer van de temperatuur en de lucht vochtigheid.
De onderste grafiek is het gemiddelde van de laatste 30 dagen.
Het is goed te zien dat vandaag de lucht vochtigheid flink omhoog schoot door de geweldige regenbuien hier in Amsterdam.
https://www.bramcam.nl/NA/723/PicoLog-723-07.png

.
Hieronder een update van de grafiek van de metingen.
Er is een oranje kader aangebracht die het stukje aangeeft dat hier het noodweer even uitbrak.
https://www.bramcam.nl/NA/723/PicoLog-723-08.png

.
Maar er is nog meer te zien, kijk naar de grafieken die snel zakten aan het begin van de metingen welke van de Tesla modellen zijn.
Er is duidelijk meer ruis te zien rond het punt dat deze grafieken snel aan het zakken zijn, als je het vergelijkt met de metingen in het oranje kader.

Voor alsnog is is de grijze trace de meest stabiel, dat is de eerste Tesla 723 welke het het langste onder spanning heeft gestaan.

Gegroet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
blackdog

Golden Member

Hi,

Dit zijn de laatste meetgegevens aan de 10 stuks 723 Ic's betreffende de drift in de nu bijna vijf dagen dat ze aan staan.
Als je van vijd dagen uit gaat dan is dit rond de 120 uur, en deze tijd is onvoldoende om een referentie "rustig" te krijgen.

Grote fabrikanten van meetinstrumenten testen hun referenties wel tot 6 maanden voor de in b.v. een DVM gaan.
Wat ik al eerder aangaf, voor een regelbare labvoeding is het niet echt van belang als er een 723 in zit.

Wel laten mijn grafiken dus mooi zien dat electronica drift vanaf het punt dat je het onderdeel onder spanning zet.
Dit is de laatste meting die ik net ge-exporteerd heb.
https://www.bramcam.nl/NA/723/PicoLog-723-12.png

.
De Tesla modellen worden steeds "vlakker" en grijs is nog steeds de beste.
Goed kijkend kan je zien dat er in deze meetopstelling wat ruis voorkomt op alle grafieken, wat pezies de oorzaak is weet ik niet en zoek ik verder ook niet uit.
Als eerste zou ik dan een setup moeten maken in een metalen huis en soldeerverbindingen moeten gaan toepassen, dat ga ik niet doen, deze metingen hebben mij voldoende laten zien wat drift betreft.

Hieronder twee plaatjes van een TI REF5010 die ik op het ogenblik ook aan het testen ben.
De eerste komt uit de datasheet en links boven is de eerste 1000 uur, rechts boven is van 1000 uur tot 2000 uur testen en het onderste plaatje is de grafiek van totaal 2000 uur.
https://www.bramcam.nl/NA/723/PicoLog-723-10.png

.
En dit is de test van de REF5010 via een van mijn TEK DMM4050 multimeters.
De negatieve pulsen komen weer uit de meetomgeving, dit omdat ik de bedrading op de werkbank niet echt netjes had neergelegd/aangesloten.
Maar het komt er op neer dat de referentie ongeveer 23PPM omhoog is gedrift en ik meet nu dit: 10.00006V.
Maar neem dit met een korreltje zout omdat de meetomgeving niet optimaal was.
https://www.bramcam.nl/NA/723/PicoLog-723-13.png

.
Het gaat er om dat ook een goede referentie drift en hier is het een TI REF5010 en zijn drift is positief en de 10 stuks 723 Ic's lijken bij de meeste merken negatief te driften.
Conclusie, bouw je b.v. een geregelde voeding met een 723 met een vaste spanning voro in een meetapparaat, laat heb een week aanstaan en regel hem dan netjes af op je gevenste uitgansspanning.
Als je hier een potmeter voor neemt, met een heel groot regelbereik, dan heb je het een en ander niet begrepen... :+

Gegroet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
rob040

Golden Member

Hoi Bram,

Leuk om ze allemaal eens op een rij te zien en de drift per IC te vergelijken.
De twee onderste en de blauwe maken wat golfbewegingen, als ik naar het laatste plaatje van de PicoLog kijk.
Is dat de temperatuurdrift? In de nacht gaat de spanning wat omhoog en op het warmst van de dag is de spanning op zijn laagst?
De Thomsons lijken daar extra gevoelig voor...

Groet, Rob.

Rob,

Dat was mij ook opgevallen toen ik naar de grafiek zat te gapen. En aan de toppen en dallen van de trace te zien komt het ook aardig overeen met een dag/nacht-ritme. Ik ben benieuwd of blackdog hier meer over kan vertellen.

Ik kan zelf niets met zo'n nauwkeurige apparaten, maar het is wel altijd interessant om te zien wat er allemaal komt kijken bij werken met 5 cijfers achter de komma. (Echte cijfers dan. Ik kan ook honderd nullen achter de meting van mijn DMM-etje plakken, maar dat is geen bal waard. :p )

Als je maar genoeg geinteresseerd ben, verwondert heel de wereld.
blackdog

Golden Member

Hi Rob, :-)

Ik denk ook dat dit het dag/nacht ritme is van de temperatuur in mijn meetomgeving welke 4 tot 6 graden varieert in de laatste week.
Wat ik al aangaf, grijs, blauw en geel, hebben het minste last van de temperatuur variatie, maar zijn nog niet helemaal uitgedrift, moet ik toch zeker 1000 uur wachten *grin*

Shock6805
Misschien is het goed leerproces voor je, om eens iets aan te pakken en het zo goed mogelijk te proberen te doen, beter dan dat je het normaal al doet.
Je leert dan uiteindelijk dat er allerlei parasitaire eigenschappen zijn in een schakeling/apparaat die allemaal mee doen.
Dit komt in vele schakelingen voor, en dan heb ik het niet over een voorschakel weerstand voor een LED. ;)

Kijk maar eens waar Henk (electron920) mee bezig is voor Martin V, dit i.v.m. een stabiele oscilator op 20MHz om dit zo goed mogelijk te krijgen.
Lees zijn post van gistere en vandaag er maar eens op na wat hij allemaal onderzoekt en test.

https://www.circuitsonline.net/forum/view/154799/last

Je hoeft echt niet zo ver te gaan als Henk, maar eenieder gaat al betere schakelingen opbouwen, als er meer wordt nagedacht over de bouwwijze.
Een schakeling/apparaat is niet beter gebouwd als de bedrading is gebundeld met b.v. bindbandjes. ;)

Tijd voor een warme hap bij Moeders!

Gegroet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"