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Marcel Müller
Guest
Hallo!
Gibt es irgendeinen Effekt, der bei größeren Luftspulen zu einem
deutlichen Anstieg des ESR bei höheren Frequenzen führen könnte?
Hintergrund: ich bastle gerade mit ESR/ESC/ESL-Messungen herum. Und ich
bekomme beim Vermessen einer 2mH Luftspule so ab ca. 2kHz einen
deutlichen Anstieg des ESR. Andere Luftspulen (z.B. mit 1mH) ergeben
ähnliche wenn auch nicht ganz so extreme Resultate.
Konkret: bei DC hat die Spule ca 0,9 Ohm. bei 12kHz ist der ESR schon
auf ca. 10 Ohm gestiegen. Die Induktivität sinkt dabei auch marginal
(<2%). Das könnte allerding so allmählich.
Die Flankensteilheit des ESR-Anstiegs beträgt Faktor 4 pro Oktave.
Zunächst habe ich nach apparativen Fehlern gesucht, bin aber nicht
fündig geworden. Andere Bauteile (z.B. Elkos) ergeben nach meinem
dafürhalten sinnvolle Ergebnisse.
Die Messung wird mit Sinus oder Rauschen als Referenzsignal
durchgeführt. Die Kontaktierung von Meßobjekt (Spule) und
Referenzwiderstand ist in 4-Punkt-Verfahren ausgeführt. Zusätzlich wird
eine komplexe, frequenzabhängige Matrixkorrektur für eine eventuelles
Übersprechen oder evtl. unterschiedliche Übertragungsfunktionen beim
Messen von Ux(t) bzw. Uref(t)~I(t) angewendet. Dazu wird vorher eine
Eichmessung bei Z=0 und eine bei Z=unendlich durchgeführt. Die
Auswirkung dieser Korrektur liegt aber knapp zwei Größenordnungen unter
dem beobachteten Effekt.
Die Analyse erfolgt bei Sinus-Referenz per Software-Lock-In und bei
Rauschen per FFT.
Verschiedene Referenzwiderstände mit 2/20/200 Ohm ergeben im Rahmen der
Meßgenauigkeit identische Resultate. Mit dem Oszi habe ich auch mal die
die Phasendifferenz gemessen: etwa 86°. Das entspricht einem Verhältnis
omega*ESL / ESR von ca. 15. Das ist konsistent mit 2mH und 10 Ohm.
Ich hätte erwartet, daß gerade die Luftspulen sich in dieser Disziplin
ideal verhalten sollten. Bei Ferritkernen verstehe ich das ja. Da
beginnt der Anstieg sogar schon bei niedrigeren Frequenzen, ist aber
zunächst nicht so steil.
Irgendwelche Ideen?
Marcel
Gibt es irgendeinen Effekt, der bei größeren Luftspulen zu einem
deutlichen Anstieg des ESR bei höheren Frequenzen führen könnte?
Hintergrund: ich bastle gerade mit ESR/ESC/ESL-Messungen herum. Und ich
bekomme beim Vermessen einer 2mH Luftspule so ab ca. 2kHz einen
deutlichen Anstieg des ESR. Andere Luftspulen (z.B. mit 1mH) ergeben
ähnliche wenn auch nicht ganz so extreme Resultate.
Konkret: bei DC hat die Spule ca 0,9 Ohm. bei 12kHz ist der ESR schon
auf ca. 10 Ohm gestiegen. Die Induktivität sinkt dabei auch marginal
(<2%). Das könnte allerding so allmählich.
Die Flankensteilheit des ESR-Anstiegs beträgt Faktor 4 pro Oktave.
Zunächst habe ich nach apparativen Fehlern gesucht, bin aber nicht
fündig geworden. Andere Bauteile (z.B. Elkos) ergeben nach meinem
dafürhalten sinnvolle Ergebnisse.
Die Messung wird mit Sinus oder Rauschen als Referenzsignal
durchgeführt. Die Kontaktierung von Meßobjekt (Spule) und
Referenzwiderstand ist in 4-Punkt-Verfahren ausgeführt. Zusätzlich wird
eine komplexe, frequenzabhängige Matrixkorrektur für eine eventuelles
Übersprechen oder evtl. unterschiedliche Übertragungsfunktionen beim
Messen von Ux(t) bzw. Uref(t)~I(t) angewendet. Dazu wird vorher eine
Eichmessung bei Z=0 und eine bei Z=unendlich durchgeführt. Die
Auswirkung dieser Korrektur liegt aber knapp zwei Größenordnungen unter
dem beobachteten Effekt.
Die Analyse erfolgt bei Sinus-Referenz per Software-Lock-In und bei
Rauschen per FFT.
Verschiedene Referenzwiderstände mit 2/20/200 Ohm ergeben im Rahmen der
Meßgenauigkeit identische Resultate. Mit dem Oszi habe ich auch mal die
die Phasendifferenz gemessen: etwa 86°. Das entspricht einem Verhältnis
omega*ESL / ESR von ca. 15. Das ist konsistent mit 2mH und 10 Ohm.
Ich hätte erwartet, daß gerade die Luftspulen sich in dieser Disziplin
ideal verhalten sollten. Bei Ferritkernen verstehe ich das ja. Da
beginnt der Anstieg sogar schon bei niedrigeren Frequenzen, ist aber
zunächst nicht so steil.
Irgendwelche Ideen?
Marcel