|
|
  |
Измерение амплитуды переменного напряжения |
|
|
|
Mar 19 2016, 11:00
|
Гуру
     
Группа: Участник
Сообщений: 6 776
Регистрация: 5-03-09
Из: Москва
Пользователь №: 45 710

|
Цитата(UralAlex @ Mar 19 2016, 09:01)  Почему это должны быть ЦАПы Потому что, как сказано выше, они задают точные подстройки смещений, грубо заданные R3 и R11. Странно, чего ж тут ещё может быть непонятного — схема усиливает сигнал до 100 В и по отдельности смещает две его вершины во входной диапазон АЦП — ведь ясно видно, что 100 мВ внедрённой в горб 10 В ступеньки преобразовались в 1 В и очутились в рамках диапазона 3-вольтового АЦП. Кратковременная стабильность питания/опорного и совокупные температурные дрейфы должны быть лучше требуемого разрешения. Цитата А можно оцифровывать постоянно с выходов ПД и выбирать максимумы? Нет — синхронный детектор, как понятие, требует синхронного же и немедленного восприятия захваченных данных и неотложного последующего сброса конденсаторов ПД.
|
|
|
|
|
Mar 19 2016, 16:09
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 58
Регистрация: 3-02-16
Пользователь №: 90 323

|
Цитата(blackfin @ Mar 19 2016, 11:29)  В таком случае, можно сделать так:
ОУ -> АЦП -> Sn2 -> ФНЧ -> SQRT(). Что же, спасибо за ваш вариант. А что делать с большой амплитудой входного сигнала? Делитель перед ОУ?
|
|
|
|
|
Mar 19 2016, 16:16
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 708
Регистрация: 8-05-11
Из: Чг
Пользователь №: 64 861

|
Цитата(UralAlex @ Mar 18 2016, 22:15)  Вибрационные магнитометры - штука сложная, дорогая и стационарная. Селективный вольтметр и синхронный детектор (Lock-in amplifier) - тоже удовольствие не из дешевых. А в моем вопросе подразумевалось простое решение для носимой малогабаритной аппаратуры. Лок-ины я сам паял еще при совках (не от хорошей жизни, ясное дело, на 544 (вроде так называлась серия оу) получал 60 дб на сотнях герц при времени интегрирования 0,2-0,5 с Так что сейчас сделать для носимой и малогабаритной- совсем не проблема. То же и селективный вольметр, хотя в вашем случае (частота ползет) лучше лок-ин.
|
|
|
|
|
Mar 19 2016, 19:15
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 58
Регистрация: 3-02-16
Пользователь №: 90 323

|
Цитата(blackfin @ Mar 19 2016, 21:39)  Там же на сайте по ссылке на AD7989 приведена схема включения для диапазона входного сигнала +/-10 Вольт: CN0032. Благодарю за ссылку. Входной делитель все-же присутствует. Питание ОУ какое-то экзотичное +7 и -2 В.
|
|
|
|
|
Mar 19 2016, 19:56
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 781
Регистрация: 3-10-04
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 768

|
Цитата(UralAlex @ Mar 18 2016, 16:09)  необходимо измерять изменение амплитудного значения переменного синусоидального сигнала, амплитуда около 10 В (размах 20 В), изменения амплитуды около 100 мВ (это изменение и необходимо измерять), необходимая разрешающая способность 0,3 мВ, частота сигнала 3 кГц, могут быть высокочастотные шумы, выходное сопротивление источника сигнала 500 Ом. Питание схемы однополярное 3-5 В. Как идея. Если необходим сигнал только возле максимума, то я бы попробовал отсечь ненужное. Поставил бы пороговое устройство вольт на 9; электронный ключ, замыкающийся при превышении порога; на вход ацп через ключ подавал бы разность входного сигнала и источника опорного напряжения на теже 9 вольт. Нынешние операционники очень быстро восстанавливаются, на 3 кГц все бы получилось.
|
|
|
|
|
Mar 21 2016, 06:17
|
Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 3 106
Регистрация: 18-04-05
Пользователь №: 4 261

|
Цитата(Onkel @ Mar 21 2016, 09:11)  это ведь регистрация на нулевой частоте? Я, к сожалению, не знаком с этим термином. Предложенный способ, в сущности совпадает с изложенным в книге У.Титце, К.Шенка методом измерения "эффективного значения напряжения" (см., стр. 473, §25.3.2, рис. 25.14), но реализованным в цифре. Единственным преимуществом этого метода перед измерением "среднего абсолютного значения" (см. стр. 470, §25.3.1, рис. 25.10), НЯМС, является уменьшение погрешности измерения. Но в обоих методах, если помимо основной частоты 3 кГц в спектре сигнала присутствуют гармонические помехи, то перед нелинейной операцией [S(t)] 2 или abs[S(t)] потребуется фильтрация сигнала в полосе 3 кГц ± Δ.
|
|
|
|
|
Mar 22 2016, 17:17
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 58
Регистрация: 3-02-16
Пользователь №: 90 323

|
Цитата(blackfin @ Mar 21 2016, 11:17)  если помимо основной частоты 3 кГц в спектре сигнала присутствуют гармонические помехи, то перед нелинейной операцией [S(t)]2 или abs[S(t)] потребуется фильтрация сигнала в полосе 3 кГц ± Δ. Скажите, а стоит ли ставить аналоговый ФНЧ на входе схемы (до ОУ)? Хотелось бы поблагодарить всех откликнувшихся, в особенности предложивших варианты схемной реализации. Для себя отметил, что вырисовывается 2 основных варианта: 1. Предложенный blackfin'ом вариант - поставить дорогой высокоразрядный быстрый АЦП и цифровать все что приходит. Далее цифровая обработка. С точки зрения современных подходов (наличия элементной базы) к обработке аналоговых сигналов такой подход в большинстве задач становится "классическим". 2. Предложенный Plain'ом вариант со сдвигом амплитуды сигнала и пиковым детектором. Он более изящный, т.к. не теряется чувствительность в силу отсутствия делителя, требования к АЦП гораздо менее жесткие по сравнению с 1-м вариантом. К плюсам также относится низковольтное питание. Но настройка схемы более проблематичная, чем в варианте 1, плюс необходимы ЦАПы. Если в чем-то ошибся, прошу поправить. Выбор пока не сделал. Прорабатываю оба варианта.
|
|
|
|
|
Mar 29 2016, 12:38
|
Профессионал
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 351
Регистрация: 21-05-10
Пользователь №: 57 439

|
Ну раз вы созрели до цифровой обработки, то подкину вам хороший и шумоустойчивый алгоритм. Его недостаток -- низкое быстродействие и годится он для относительно низкочастотных изменений амплитуды. Итак: если сравнивать энергию сигналов за некоторый (заранее выбранный вами) интервал времениа, то результат будет устойчивым. Энергия переменного тока с точностью до коэффициента равна дисперсии (квадрат среднеквадратичного отклонения). Есть (ее легко найти) формула, которая позволяет интерактивно считать дисперсию. Она выглядит примерно так, но проверьте в интернете: D = summ(x^2) -(1/N)*(summ(x))^2 где x - серия входных значений, что дает АЦП N - количество измерений summ - сумма Работает так: Получив очередное значение вы накапливаете две суммы: 1. Сумма значений 2. Сумма квадратов значения. если количество значений достигло N -- вычисляете результат по формуле. Если выбирать длину интервала как степень 2, то деление сводится к простому сдвигу. Цитата(blackfin @ Mar 23 2016, 07:41)  А что об этом говорят господа Котельников с Найквистом?  Ничего не говорят. Горько плачут. Кстати я видел Котельнкова. Он возглавлял делегацию, которая приезжала в наш институт. Боевой такой дедок!
|
|
|
|
|
Mar 29 2016, 18:53
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 58
Регистрация: 3-02-16
Пользователь №: 90 323

|
Цитата(Plain @ Mar 19 2016, 04:30)  Решение на суммирующих усилителях и пиковых детекторах: Уважаемый Plain, прошу совета. Смоделировал работу сумматора и усилителя положительной полуволны сигнала:   Но результат, как приведен на Вашей осциллограмме АМР2, не получил. Нет макушки синусоиды. В чем может быть причина? ОУ, правда, несколько другой.
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|