Przenośny analizator impedancji z detektorem fazoczułym

W artykule przedstawiono prototyp analizatora impedancji, w którym zastosowano dwa mikrosystemy AD5933 do wydzielania składowych ortogonalnych sygnałów pomiarowych w zakresie częstotliwości od 0,01 Hz do 1 kHz i detektory fazoczułe dla częstotliwości z przedziału 1 kHz - 100 kHz. Przyjęte rozwiązanie pozwoliło wyeliminować błędy pomiaru argumentu impedancji wprowadzane przez AD5933 w górnym zakresie częstotliwości. Uzyskany błąd względny pomiaru modułu impedancji mieści się w przedziale š1%, a bezwzględny argumentu š1° w całym zakresie częstotliwości.

The paper presents a prototype of an impedance analyzer in which two AD5933 microsystems (Fig. 1) for determination of measurement signal orthogonal parts in the frequency range from 0,01 Hz up to 1 kHz and phase-sensitive detectors for the frequency range 1 kHz ? 100 kHz (Fig. 2) are employed. The phase-sensitive detectors (Fig. 3) were realized using operational amplifiers (AD8065) whose gain was changed from -k to +k and vice-versa, depending on the state (shorted or open) of switches (ADG451) driven by the reference signal. Separate generators AD9833 were used for generation of the excitation signal of the measured impedance and the reference signal. The generators were synchronized by means of the common signal used also by the phase-sensitive detectors. The assumed solution allowed eliminating the impedance argument errors caused by AD5933 in the high frequency range (Fig. 5), while simultaneously minimizing the time required for impedance spectroscopy of the object under test. The relative error of the impedance modulus measurement is in the range of š1%, and the absolute error of the impedance argument is in the range of š1° (Fig. 4).