Всем привет, столкнулся с такой проблемой..:
Имеется индуктивный датчик, индуктивность которого нужно измерять(100мкГн - 10мГн). Причём требуется производить измерения в относительно широкой, хотя и низкой полосе частот 1Гц...10кГц. Для реализации этой задачи я решил, формировать в индуктивности ток и измерять падение напряжения на ней, схема ГТУНа внизу. Собственно когда на входе преобразователя лабораторный генератор Г3-112 то проблем нет, на выходе чистая синусойда, а вот когда вместо Г3-112 подключаю выходной сигнал с DDS то, получается жуткая картина, кривая синусойда с "шумами" в половину амплитуды сигнала.
В pdf't на ad9834 на странице 16 нарисован спектр, согласно которому паразитные гармоники в выходном сигнале начинаются с частоты fclk - fsin, клок у меня 25МГц, максимальная частота синусойды 10кГц, т.е. я считал, что отфильтровав всё от 1Мгц фильтром 3-4ого порядка я полностью избавлясь от проблем.
На практике оказалось, что в спектре присутствуют гармоники, недалеко отстоящие от частоты полезного синусоидального сигнала; скорее всего, кратные ему, ...проблема заключается в том, что напряжение на индуктивности пропорционально частоте, т.е. паразитные высокочастотные гармоники во входном напряжении порождают такие же гармоники тока в индуктивности, и в напряжении на индуктивности весь этот шум усиливается в разы(сотни тысячи раз) пример на рисунке внизу, показано что может получиться из красивого синуса с частотой 1Гц, амплитудой 1В, если к нему прибавить гармонику 1мВ 1кГц. Собственно вопрос как уменьшить спектральный состав "синусойды" на выходе DDS?

Для начала заменить синусойду на синусоиду.

Наверное, 1МГц - высокая частота среза Low-Pass фильтра для синуса в 10КГц. И стоило бы применить фильтр с перестраиваемой частотой среза, пропорциональной фильтруемой частоте. Таких много у Максима, например.

Макет уже не первый, на втором делали перестраиваемый дискретно фильтр 50Гц 500Гц 5кГц 50кГц. Проблема оказалась в том, что измерения на частоте скажем 10Гц, при включённом фильтре на 50Гц и на 500Гц не совпадают, трудно получить правильную зависимость индуктивности от частоты; при использовании фильтров, на этой кривой получаются выбросы. Поэтому всё-таки хочется улучшить сигнал с выхода DDS, возможно этого удастся достичь, используя более точный генератор тактовых импульсов или попробовать поиграться с его частотой...

А не проще было бы измерять резонансную частоту контура, образованного вашей индуктивностью и некой емкостью,
как это делается в некоторых измерителях RLC.
С цифрой работать легче и алгоритмы известны.
Обошлись бы без сложных аналоговых и АЦ наворотов.

Для таких низких частот и жестких требований к качеству сигнала имеет смысл применить 14-16ти разрядный ЦАП с частотой дискретизации более 30кГц и последующим ФНЧ.

..имхо можно обойтись одним ФНЧ , но с большим порядком .

http://www.linear.com/pc/productDetail.jsp...008,C1148,P1764

Такой фильтр большие по размерам но характеристики получше.

http://www.linear.com/pc/productDetail.jsp...008,C1148,P2059


или у максима :

http://para.maxim-ic.com/en/search.mvp?fam...mp;tree=filters

Фишка в том, что индуктивность получается частотнозависимой, и надо именно измерить её для каждой частоты в дипазоне 1Гц-10кГц. Поэтому контур не подходит(


идея хорошая, наверное можно попробовать взять DDS c 14ю битным цапом, или думаете лучше ваять свой генератор на контроллере + отдельный ЦАП?


Я по напутствиям Herz уже склоняюсь попробовать использовать фильтр на переключающихся конденсаторах, может и лучше будет, но думаю что там точно такиеже проблемы со спектром как и у DDS, такой же клок, теже нелинейные искажения... а просто увеличить порядок фильтра, который всё выше 10кГц бы резал, наверное можно, спасибо

Да и контроллер не обязательно. Я для схожей задачи брал кварцевый генератор с программируемым делителем, таблицу синуса записывал в ПЗУ (причём у меня там два синуса, сдвинутые по фазе, фаза второго тоже выбиралась переключением таблиц), на выходе ставил ЦАП типа DAC904 и фильтровалось это легко. Вполне приличный синус получался.
А DDS-ы как-то не люблю....
Вот ещё приятель как поступал, давно уже было:
 SINGEN.PDF ( 68.28 килобайт ) Кол-во скачиваний: 220

В то время (~12 лет назад) использовали МК с таблицей синуса и мелкую CPLD. В качестве ЦАП был 16-ти разрядный PCM56(P?).

А нельзя ли наоборот: задавать напряжение, а измерять ток...?
Можно амплитуду изменять, чтобы ток получился примерно одинаковым...
Током в индуктивности управлять трудно, а напряжением - легко.

Проблема состоит в том, что реальная катушка имеет сопротивление. Например, 100мА переменного тока частотой 10Гц, через катушку индуктивностью 5мГн и сопротивлением 2 Ома, создадут падение на индуктивности 6.28*100мА*5мГн*10Гц= 0.0314В а на сопротивлении 2*0.1 = 0.2 В, разница в порядок(
Для компенсации внутреннего сопротивления я использую тот факт, что падение напряжения на внутреннем сопротивлении у меня пропорционально входному напряжению (падение = ток на сопротивление, а ток пропорционален входному напряжению), коэффициент пропорциональности не зависит от индуктивности, я просто подбираю коэффициент и вычитаю умноженный на этот коэффициент входной сигнал, см. рис.
А с напряжением такой фокус не проходит, ток через внутреннее сопротивление в этом случае зависит не только от входного напряжения, но и от индуктивности которую нужно померить, не получается сделать простую(да и сложной не придумал) схему компенсации внутреннего сопротивления.

Не въехал, не получилось... А нет возможности на время подать постоянное напряжение, померить ток, вычислить внутреннее сопротивление, а затем перейти к измерению индуктивности на переменном?

Даже и не нужно ни того, ни другого, ни третьего. Падение напряжения на резистивной составляющей можно вычесть. Можно поддерживать (медленно) амплитуду. Задача сводится к предыдущей. Получится все по задумке автора.

Время есть, я могу вычислить сопротивление, но что мне с ним делать? не зная индуктивности, я не знаю тока через него и не знаю падения, т.е. не знаю что вычитать. Внизу привёл примеры для моей схемы с вычитанием и без и для варианта с подачей напряжения и измерением тока. В диапазоне 1Гц - 10Гц напряжение в моём варианте без компенсации практически не зависит от индуктивности, т.е. я не могу с той же точностью измерять индуктивность как скажем в диапазоне 10Гц-100Гц. Вариант с вычитанием позволяет получить одинаковую точность измерения индуктивности во всём диапазоне частот, к примеру, измеряя индуктивность на одном герце я могу усилить падение 20 мВ, которое ему соответствует на графике, до скажем 200мВ и без проблем оцифровать это цапом, без компенсации там не 20мВ, а один вольт и усиливать его уже некуда. Справа привёл вариант с измерением тока, как можно, зная сопротивление датчика, выпрямить участок 1Гц-10Гц!?