В7-45 – Домашняя метрология и прикосновение зепто-амперам.

Спустя 2 месяца ремонта и приведения в порядок, я наконец-то закончил свою первую 45-ку. Естественно встала задача получить на нее какую-никакую метрологию.

Во первых было решено сдать ее в Ростест, но перед этим нужно убедится что она хоть как-то укладывается в свои спецификации, для этого было проведено ее исследование имеющимся у меня эквипментом.

Шумовая полка

БВИ был помещен в термокамеру и его температура была стабилизирована на уровне 23°C +-0.01°C. Измерение проводилось 24 часа, лог которого можно скачать тут.

Если отфильтровать все выбросы по уровню >5 сигм, что составляет 1.7%, то шумовая полка выглядит так:

Из чего следует вывод – без применения жесткой математики, просто фильтруя показания визуально, то можно легко рассмотреть что шум составляет около 1аА. А если применить мат. обработку, то вполне реально отфильтровать его до абсолютно безумного уровня в 100 зА.

А ну-ка, Keithley… боги и владыки электрометрии, покажите мне хотя-бы один электрометр с шумовой полкой под 100 зепто-ампер! laugh Чо вы там писали… ну-ка вспомним…

Чоооо???? Какие еще 100 000$, глубокая криогеника под 55mK??? Вы с дуба рухнули чтоли? Вон у меня на столе валяется небрежно перекрашенный, кустарно спаянный и криво собранный БВИ В7-45, который готов хоть сейчас убить любой ваш топовый электрометр с криогеникой…

Но шумовая полка это-ж еще не главное, главное это измерения.

Вольтаж

Результаты проверки контрольных точек по напряжению согласно методике изложенной в ТО. Измерение производилось с помощью Keithley 2450 с контролем тестового напряжения через Agilent 34410A.

Как можно видеть, прибор полностью укладывается в свои спецификации.

Апмераж

Та-же самая процедура была произведена и для тока. Сравнение проводилось с Keithley 2450 и резисторами 1ТОм и 100МОм, с контролем тока  помощью Keysight B2985A, на всех диапазонах кроме 1E-15A, 1E-14A. На диапазоне 1E-13А, 1E-14А данные даны справочно, там уже измерение на гране фола B2985A.

И тут тоже прибор укладывается в свои спецификации, за исключением TIA диапазонов -7 и -8, где он на гране выхода из спецификаций, а по одной точке там он вообще проваливает тест. Но это далеко не целевые диапазоны для прибора, по этому я не придаю им много внимания.

Резюме

В целом метрология после доработки у прибора не плоха, однако данные цифры стоит подтвердить в Ростесте.

В7-45 – Домашняя метрология и прикосновение зепто-амперам.: 4 комментария

  1. Крутой сайт, побольше бы таких.

    Я когда-то работал в разработке зарядочуствительных услителей для ядерных эскпериментов.

    Наткнулся на эффект, который иногда доминирует в шуме заряда малошумаыших усилителей
    (шумы в сотни электронов), он описан в литературе и даже учебниках, но часто неизвестен даже профи
    и приводит к техническим загадкам.

    Речь идет о “dielectric loss tangent noise”. Шум (заряда), вызванный диелектрическим тангенсом потерь,
    например, емкости разводки дорожки по FR-4, кабеля. Не путать с утечкой изоляции ! – смысл в том, что
    конденсатор, дающий потери AC voltаge в тепло, фундаментально даст и обратный привет от тепла в заряд
    ( т.е. термализирует заряд).
    Тут надо подчеркнуть, что зарядовые детекторы (ядерные, работающие на нано-микросекундные импульсы)
    вполне регистрируют энергии куда менее тепловой kT, так ка термализация (тепловые флуктуации базовой линии)
    идут куда медленее, чем сигнал.

    В свое время в некой системе 2 сантиметра дорожки по FR-4 удваивали шум (300 в 600 электронов),
    пришлось заменить на тефлон.

  2. Сюда бы да форум добавить где можно обсуждать публикации , электрометрию и девайсы без анальной модерации как на больших формах заодно будет централизированая база знаний по этим приборам. Ну техно порно тоже будет как же без него. Андрей как идея?

    1. Много лет назад, еще на старом блоге про дозиметрию я делал форум. Даже несмотря на то, что тематика дозиметрии была намного популярнее, форум был бесполезен.
      Повторять эксперимент и наедятся на иной результат думаю не стоит.

Добавить комментарий