Есть схема выходного контура раскачки катушки металлодетектора "Схема.PNG"
Подбором резистора R2 Установил ограничение тока в катушке на уровне 20..25

По току потребления и амплитуде установил резонансную чатоту "F0000TEK.TIF".

Сверху сигнал на коллекторе VT1, снизу напряжение на резисторе(ток через контур).

Если сдвинуть частоту "вверх/вниз" то провал тока уходит "F0002TEK.TIF".
При этом провал "сдвигается влево/вправо".

Напряжение с резистора заводиться на 12 битный АЦП STM32F103.

Измерять положение провала на мой взгяд нецелесообразно.
Так как диапазон поиска чатоты ограничен то я предполагаю поставить заведомо низкую частоту и плавно повышая ее, задетектировать
частоту появление провала.
Затем с завышеной чатоты найти аналогичную чатоту.
Средина между указаными чатотами и есть резонанс?
Или схема не корректно настроена?
:-)

чтобы много не считать можно Герцелем просто амплитуду на удвоенной??(или на x1.5) частоте смотреть.
а вообще посмотртите спектр как меняется от частоты

Что за странный контур такой? Даже при раскачке меандром в нормальном LC контуре форма тока -СИНУС

А какой бы вы способ предложили? Есть колебательный контур (LC), я возбуждаю его меандром (через конденсатор или резистор). Как мне узнать, достигнут ли резонанс или нет? И как мне его найти, если заранее его частоты не знаю? При этом предполагается, что частотой подаваемого меандра я могу управлять плавно.

Может быть, по амплитуде? Зачем же по току?

P.S. Вопрос интересует меня лично. В особенности то, как сканированием частоты меандра экспериментально определить точки его резонанса с контуром. Желательно без помощи осциллографа и человека-ассистента, чтобы микроконтроллер, генерирующий этот меандр, мог бы сам по некому критерию определить, что точка резонанса достигнута.

Я так понимаю, если параллельный контур возбуждать приложенным к нему напряжением - амплитуда будет оставаться постоянной (и равной приложенному). А вот питающий ток при резонансе будет уменьшаться до минимума. Этот минимум удобно отслеживать.

Если же хотели бы отслеживать напряжение - пришлось бы делать последовательный контур, при резонансе которого напряжения на реактивностях возрастают до максимума, и могут на порядки превосходить питание, в идеале - стремятся в бесконечность, и может пробить конденсатор.
К чему нужны такие заморочки?...

Сообщение отредактировал Меджикивис - Jul 15 2014, 20:32

Разве ток мерить удобно? Удобно измерять напряжение! Поскольку для этой цели существуют АЦП. А в разрыв контура что я вставлю? Да и мешать будет контуру проявлять свой резонанс, если в него добавить лишние емкости или индуктивности, превносимые измерителем. Тогда как измерители напряжения имеют, как правило, высоокомный вход и низкую входную емкость. А как ток мерить, я даже не представляю .

Или это не внутри контура, а по линии, продводящей меандр? Но тогда придется измерять падение напряжения на каком-то сопротивлении по дороге, а, значит, измерять напряжение уже не в одном месте,а в двух разных местах, чтобы найти разность (дифференциальным АЦП?).

P.S. Кстати, вот: http://www.zetms.ru/support/publication/re...ce/Q-factor.php
Как это они верхний график получили? (который озаглавлен "График АЧХ электрического резонансного контура")

Вы неправильно понимаете .

Параллельный контур возбуждают источником тока ( при возбуждении источником эдс никакого резонанса не будет т.к. он шунтирует контур ) , а вот последовательный контур возбуждают источником эдс .

Час от часу не легче... А у меня выход генератора меандра - LVCMOS. Это что? Источник тока или напряжения? Я думаю, что все-таки источник напряжения, хотя ... ток он тоже дает .

А чтобы источник напряжения параллельный контур не шунтивал, то ведь резистор по дороге можно поставить. Причем, даже большой, т.к. если контур накапливает энергию при резонансе, то должен это делать и при малых добавках.

Видимо Вы правы.
Но я делал так:
В цепь "меандра", то есть питания контура, включал резистор-датчик тока на стороне "земли". На нем и измерялось падение напряжения. Таким образом, суммарное собственное сопротивление питающей цепи не было равно нулю (т.е. уже не источник напряжения). Вероятно поэтому резонанс все-таки был.




Да. Тогда получается питание током. На частоте резонанса амплитуда синуса на контуре будет приближаться к напряжению питающего меандра (эквивалентное сопротивление контура становится большим).



Зависит от его внутреннего сопротивления. если оно мало по сравнению с нагрузкой и стремится к нулю - то источник напряжения; если велико и стремится к бесконечному - источник тока.
Микросхема чаще всего источник напряжения.
В режиме КЗ по выходу превращается в источник тока, но это перегруз, так использовать нельзя.

На частоте резонанса при параллельном возбуждении сдвиг фазы тока возбуждения относительно напряжения на колебательном контуре равен нулю. Причём если функция амплитуды напряжения от частоты в точке резонанса имеет нулевую производную, то функция сдвига фазы от частоты - наоборот, максимум производной, так что точно поймать резонанс по сдвигу фазы проще, если есть возможность этот самый сдвиг фазы померять.

UPD:На осциллограммах в исходном сообщении, кстати, хорошо видно, как фазы разбегаются почти на 90 градусов, при отходе от резонанса.

Сообщение отредактировал Timmy - Jul 18 2014, 09:20

Провал это и есть резонанс - на первой гармонике ток минимальный, поэтому она и вырезается. Эти остатки меандра можно пустить через RC-цепь и на вход АЦП. По минимальному напряжению можно ловить резонанс. Ну или программным способом складывать отсчёты за период.

1. Построить автогенератор так, чтобы контур возбуждался от генератора тока, т.е. от источника с бесконечно большим внутренним сопротивлением. Тогда частота генерации будет частотой контура с очень большой точностью. Раньше для этого использовали лампу - пентод, теперь достаточно операционного усилителя.
2. Измерить частоту.
И все.

Отпуск закончился выкладываю результат.
На картинке "resonance.png" результат программного поиска. Провал в токе ровно по средине.

Для поиска производится следующая оценка резонанса на одной частоте.
1) Запускается таймер управления катушкой и таймер для запуска АЦП в 8 раз чаще.
2) Накапливается 64 выборки.
3) Ищется среднее значение сигнала.
4) Затем число переходов сигнала через средину.

Если резонанса нет то число переходов около 8, если есть около 16.

Для того чтобы определить средину чатоты производится сканирование переменной частотой и находятся чатоты появления резонанса и его пропадание.
Средина между чатотами и есть резонанс.

Прикладываю "сырой" проект IAR "firmware 13 aug 2014 первый вариант поиска резонанса.rar"
Аргументы функции поика резонанса надеюсь понятны без пояснения.

ИМХО в схеме не достает резистора между коллектором транзистора и остальной схемой.
Транзистор в открытом состоянии шунтирует контур = гасит колебания.

Сообщение отредактировал A.Lex - Aug 13 2014, 16:24

В оригинальной схеме он был.
Я его перенес в общий провод (R48), чтобы использовать как датчик тока.