Персональная страничка Ампернута
Блог о электрометрии, о моих разработках, о жизни.
Прежде чем рассказывать о самом мосте, считаю нужным объяснить базовые принципы его работы, так скажем “на пальцах”. Потому-что как показывает практика, все знают что такое мосты, но нихрена не понимают как-же они на самом то деле работают.
О мостах емкости на самом то деле надо знать всего несколько тезисов, чтобы понять как они работают. Рассмотрим простейшую схему моста:
То что я отдыхаю от рисования схем и точных работ по пайке, вовсе не означает, что я нифига не делаю 
Пока-что я активно занят моим любимым делом, сборкой хабара.
Сегодня приезжала моя любимая почтальенша, привезла помимо прочего кучку понравившихся мне термостатированных кварцев с АлиЭкспресс. И у меня теперь есть определенная статистика по ним.
7 из 18 OCXO оказались полно-функциональными, содержащими в себе и ИОН на 4В и пин управления частотой в диапазоне от примерно -1.5ppm, что соответствует уровню 0В на пине управления, до примерно +1.5ppm, что соответствует уровню 4В на пине управления.
Два OCXO на фото отсутствуют, так как они поставлены в приборы.
При цене 250р. за один OCXO, годный выход более 1/3 считаю хорошим результатом. Пойду подумаю кому сплавить генераторы с урезанной функциональностью
Кстати, визуальное отличие между полнофункциональной версией и обрезанной, только одно, цвет наклейки со штрих-кодом. 
Полностью собрал на досуге модуль времени.
Замерил разницу в потреблении, крыжечка из полиамида нового дизайна, с уменьшенной высотой, понижает потребление модуля примерно на 20%, за счет сохранения тепла и минимизации конвекции.
Приехала еще пара модулей U-BLOX LEA-M8F. И индикаторные полоски, реагирующие на влажность, для моего нового скиллса с сушкой компонентов.
Как обычно, “болгарка – наше все!”(c)АлиЭкспесс Даже пыль не почистили…
Я все еще не теряю надежд, что при правильном приготовлении этих модулей, из них можно простыми методами получить полнофункциональный дисциплинированный опорный генератор.
Ну а главный хабар за прошедшую субботу, оказался эпический мост из состава лаборатории первичного эталона электрической емкости.
Легендарный Р5079.
Насколько я смог выяснить, его концепт очень сильно схож с концептом других мостов, в том числе самодельных мостов емкости, которые ВНИИМ применяет в составе первичного эталона емкости. Но об этом конечно позже…. мостик еще в пути, как приедет все-все вам расскажу и покажу!
Ведь подходит время прорабатывать не только вопросы с ГЛИН-ом, но и начинать помалу работать с емкостями для ГЛИН-а! А значит мостик очень кстати. И я смогу сравнить 3 разных метода измерения емкости между собой, на одном из которых работает этот мост.
На этом пока все, а Вы читатели жуйте попкорн! 
Странствуя по форумам, наткнулся я на картинку коллеги ZhuraYuk, содержащую грубую ошибку по работе с мерой КМЕ-101. Вот на эту:
И вроде все хорошо, и прибор у него мощный, и мера одна из лучших в своем классе. Но мой зоркий взор привлекла грубая ошибка подключения меры.
Как видно у коллеги отсутствует нужный кабель с BNC-разъёмами, по этому он воткнул в меру кусочки проволоки и использовал имеющийся у него кабель с зажимами Кельвина. Можно не брать в расчёт, что такое подключение механически выполнено “топорно”…. Ну нет у человека кабелей, с кем не бывает.
Главное, что меня беспокоит в данном фото, это паразитная емкость образуемая между кусочками проволоки. Данная емкость неизбежно добавляется к референсной емкости 10пФ у обкладок меры. А может к ней добавляется и емкость зажимов… хотя этого я утверждать не берусь, поскольку не знаю их конструкции.
Для устранения этого эффекта я порекомендовал коллеге разместить листик металла между контактами подключенный к корпусу меры, и соответственно к экранирующему контакту прибора тоже.
И данного материала небыло-бы, если-бы коллега прислушался, но две мои рекомендации канули в небытие.
Поскольку этих мер у меня уже нет, они все уехали в лабораторию на поверку, Вам читатели, я заснял наглядную иллюстрацию без них, но тем не менее всё равно иллюстрирующую какую емкость может добавлять такая простая ошибка, и как ее отменить.
Видосик:
Как видно такая ошибка может добавлять десятки фемто-Фарад, что на фоне емкости меры 10 пФ весьма существенная добавка. И такие простые методы, как размещение экранирующего листика металла между зажимами и контактами убирают эту добавку. Показанный на видео экранирующий контакт в моих кельвинах подключен к экрану кабеля “Lpot”.
Кстати, если досканально изучить конструкцию мер серии КМЕ, то видно, что такой прием с размещением экранирующих элементов там применяется повсеместно, что при измерениях нивелирует любую паразитную емкость между проводниками идущими от обкладок. И по правилам, все внешние подключения к этим мерам так-же должны иметь экранирующие элементы.
Резюме:
Не достаточно иметь высокоточное оборудование, этим оборудованием надо еще и уметь правильно пользоваться. Надеюсь данная наглядная иллюстрация пойдет на пользу Вам читатели, и вы усвоите этот урок. Коллега ZhuraYuk, парень умный… если не с моей помощью, то значит сам дойдет до этого… за него я не беспокоюсь, по этому третий раз на эту ошибку ему я указывать уже не стану.
Зашел на досуге на ФГИС Аршин и увидел это:
Перевожу на понятный язык: Когда ты нелегально купил прибор из за границы, чтобы не светить его серийник в базе, ты можешь его не указывать, а указать другой номер Гениально!!!!
Остается только дождаться, когда наши “перекупы” додумаются до того, чтобы поверять одну меру, а ее номер из базы писать на все прочие, и продавать их как “поверенные”.
ФГИС Аршин уже сказал свое жесткое “нет” уникальной идентификации Средства Измерения, а ты читатель?
А тем временем мои меры все уехали в лабораторию.
Предварительно к ним были изготовлены недостающие детали, которые продавцы с Авито часто теряют. К примеру ножки мер Р597. Для них был изготовлен чертеж и заказана токарка.
Найти прямо-рукого токаря было не легко, но я смог! Ножки отлично подошли.
Так-же был закуплен самый простой пломбиратор, и некоторые сорванные пломбы, что так-же типично для Авито, восстановлены.
Все это вместе с доставкой и поверкой, есть ни что иное, как “цена владения”, которую хочешь-не-хочешь, а платить приходится.
По итогу, меры выходят совсем не дешевым оборудованием, даже не беря в расчёт их стоимость на барахолках.
Мой любимый герой блого-повествований “Михаил” тщетно делает очередную попытку собрать Русский аналог западных “Cal club”.
Пока он занят этой безусловно полезной, но по моему мнению абсолютно безнадежной идеей… (прим.ред.: безнадёжная идея – задумка, которая не только слабо осуществима, но и по большому счету никому не нужна) Я-же в свою очередь не жду пока кто-то соберет упаковку транспортных стандартов, соберет людей, разработает методики измерений и тому подобное. Поскольку много лет подряд прощупывал эту почву, и убедился, что “высокая метрология” никому “в интернатах” вообщем-то не нужна.
По этому, я как и полтора года назад договорился с самой лучшей в стране лабораторией #ВНИИМ, “напряг булки” и выделил из бюджетов 240 тысяч рублей на поверку всего перечня моих мер, кроме мер индуктивности.
Но как только я начал подготовку мер к поверочным работам. Тут-же мои скайпы и прочие мессенджеры заполнились возгласами недоумевающих:
Дабы после публикации еще и на блоге, не возникло таких-же вопросов, поясняю “нафиг же оно всетаки надо”:
Вот это я понимаю, настоящие меж-лабораторные сличения и передача единицы емкости и сопротивления. А не те игры в “клабы” и транспортные меры, с непонятным качеством передачи и качество самой единицы измерения(читай точность), о которых народ в рунете пока толком даже ничего и не упоминал и тем более, никто из Российских любителей не обсуждал. А коли и зайдет речь, то я думаю там все будет достаточно плохо….
В принципе я не отказываюсь поучаствовать в этой безнадежной затее, и готов помочь в межлабораторных сличениях для “RU Cal club”, даже контакты свои выслал им… Но чо-то мне кажется дело это не взлетит, даже если и я поучаствую. Ну да ладно…. не будем больше о грустном.
Вот Вам читатели немного юмора на эту тему:
Подарил я недавно закадычному дружбану свой старенький LCR Keysight U1733C.
Но ему внезапно захотелось проверить насколько-же этот Кейсайт хорош?!… Забегает он значит ко мне еще раз, хватает “2 чУмодана” мер индуктивности L-0170-2, те которые с 34-летней просроченной поверкой, и скрывается за горизонтом…. И давай проверять ими все свои приборы.
И внезапно оказалось, что несмотря на большое количество абсолютно разнообразных LCR-метров в его лаборатории, как покупных, так и самодельных, только этот простенький кейсайт смог более-менее адекватно измерить все те меры что есть в этом комплекте.
Немного уплыли сотни нГ, но это скорее всего по тому, что он пока не изготовил для этого прибора качественного шунта для Short-калибровки.
Вот так вот оно бывает…. даже пара чУмоданов “старого советского говна”, поверка которых просрочена на более чем 30 лет, помогает определить наилучший прибор в лаборатории.
Я немного затянул с съемками видео по итогам года, потому-что отсыпался весь НГ и пилил блок времени, о чем сейчас и расскажу. А вот уже потом пойду снимать видео.
Спустя несколько лет облизывания на модуль U-BLOX LEA-M8F, наконец-то сложились все необходимые условия:
Только значит я было обрадовался, что все имеющиеся в лаборатории 6-ть стабилитронов поставлены на отжиг:
Как неожиданно приехало еще десять. 
Как говорит народная мудрость: от сумы, тюрьмы и зенеров не зарекайся!
И тут неожиданно мне пришло понимание, что в моем проекте ИОН есть скрытая проблема, которую я не учел.
Вот этот вот танталовый конденсатор С12, который поставлен там с целью буферизации и фильтрации средней точки напряжений всех стабилитронов, теоретически может создавать недопустимый дрифт выходного напряжения из за вариации собственного тока утечки. Поскольку заявленная утечка до 3.5мкА может ощутимо сместить напряжение средней точки.
Пришлось вскрыть модуль, и заменить его на более подходящую керамику 1210 X7R 47мкФ 10В, которой не свойственны такие высокие токи утечки.
Я очень люблю танталы, им не свойственна та куча проблем с потерей емкости, как это бывает у керамики… но вот про токи утечки я как-то забыл. А ведь модуль нагревается далеко не до комнатной температуры, и утечка тантала может стать очень критичным параметром. А в условиях естественной конвекции прогревается он не слабо, с 26°C комнатной температуры до 46°C температуры корпуса.
Страшно подумать какая-же температура самой платы блока со стабилитронами, наверное все 70°C. 
В этих условиях, изготовление платы на текстолите с высокой температурой стеклования – был правильным выбором, т.к. механический стресс оказываемый на компоненты меньше а сама плата более долговечна.
По итогу проект был залит в гитхаб: https://github.com/shodanx/Micron-GLIN-v.3
Стабилитроны снова поставил на отжиг…. к весне созреют…. как-раз по прикидкам к этому времени будет готова 3-я версия ГЛИН.
И так, ИОН для ГЛИН v.3 успешно запустился и даже не въебал при первом включении, чему я радостно удивился. А значит настало время определить его фактические характеристики.
Вооружившись усилителем из этого поста, в который по итогу я всетаки обратно поставил OPA140, была снята шумовая полка.
Сравнивая три поколения ИОН ГЛИН-ов, можно видеть, что от поколения к поколению шум кратно и ощутимо понижается, а значит проделанная работа не проходит даром. Нижние две шумовые полки 3-го поколения ИОН снятые с выходов +7В и +5В в диапазоне частот 0.1Гц…10Гц показывают вполне ощутимое понижение шума по сравнению со всеми предыдущими. И это при том, что специального отбора ADR1399K по шуму я сознательно не проводил, потому-что был абсолютно уверен что 4 усредненных ADR1399K окажутся лучше чем два LM399AH которые прошли отбор по шуму с критерием “лучшие из лучших”. Ожидания подтвердились, девиация существенно провалилась за уровень 100нВ во всем диапазоне частот пропускания усилителя, а пик-ту-пик шум не превысил 1 мкВ в диапазоне частот 0.03Гц…10Гц за все время исследования.
UPD: Шумовую полку +7В измерил заново, график обновил. Предыдущий замер выполнил с ошибкой, забыл накрыть контакты модуля тряпочкой, чтобы избежать их обдувание куллером в термокамере. Кстати да, тест проводился по очевидным причинам именно в термокамере, так как для получения достоверных данных в области инфра-низких частот(0.03Гц), температурные колебания надо убирать с помощью термокамеры.
Так-же для наглядности привожу данные по шумам в виде сигнала с выхода усилителя за 100 секунд:
(NPLC: 5, mx+b: -0.001x+0)
Но нужно не забывать, что там есть и вклад шума самого усилителя, т.к. этот ИОН уже в плотную подбирается у шумовой полке самого усилителя.
Признаюсь честно, у меня никогда не было LTZ1000, но мне кажется что LTZ1000 у меня отсосал , даже не смотря на бОльший шум моего усилителя по сравнению с этими данными.
Счет: Shodan: 1; ИОН: 0
Новый ИОН запустился, ура товарищи! 
Подробности дам позже.
По этому случаю сделал небольшой промо-ролик для популяризации проекта на сторонних ресурсах.
И так, приехали платы под усилитель, собрал.
А поскольку закрома лаборатории все еще полны старым советским гавном, то конечно-же оно и было использовано как основной разделительный конденсатор.