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?

Как что делать? Именно вычитать, чтобы получить в каждом измерении на переменном токе значение индуктивности. Омическое сопротивление ведь от частоты не зависит.
А зачем "выпрямлять" участок? Его наклон и характеризует величину индуктивности, разве нет? Кроме того, линейность этого участка свидетельстует об отсутствии зависимости индуктивности от частоты, по-моему.

На схеме стоит идеальная индуктивность последовательно с резистором, естественно она не зависит от частоты.

на последнем рисунке в предыдущем посте, справа показана зависимость тока через индуктивность с резистором от частоты при подаче на них переменного напряжения. Этот ток равен E/(R+jwL) если R равно нулю то в логарифмическом масштабе по оси частот это просто прямая с наклоном который соответствует индуктивности. Если R не равно 0, то получается загиб этой прямой в области низких частот. Взгляните на график, он линеен например в диапазоне частот 100Hz - 1MHz, но в диапазоне 1Гц-10Гц, он уже не является той же прямой с тем же наклоном, именно про этот диапазон я и писал, что для измерений нужно этот участок сделать такой же прямой какой он является в области высоких частот. Пример этого я привёл со своей схемой(на рисунке слева), вычитание сигнала избавляет меня от влияния резистора на низких частотах - график превращается в прямую линию с конкретным наклоном.

я рассматриваю вариант с применением источника напряжения и измерением тока, он бы меня избавил от высокочастотного шума, который я вытягиваю своим преобразователем напряжение-ток. Допустим я знаю, что сопротивление индуктивности 2Ома, произвожу измерение на частоте 10Гц, подаю на датчик напряжение E, падение на резисторе равно E*2/(2+j2*pi*10*L), L - я не знаю, как мне вычесть это падение???

AD5933 не пробовали?

Если имеется ввиду, что можно измерить общее Z и просто вычесть из него 2 ома, то тогда сильно страдает точность, на 10Гц падение на резисторе в 10 раз больше падения на индуктивности, а на 1Гц уже в сто раз, т.е. допустим я измеряю ток через датчик на 1Гц и пусть на сопротивлении падает 1Вольт! тогда на индуктивности 10мВ, в сумме ~1В, я этот вольт могу измерить например 10битным ацп с точностью до 1мВ, т.е. те 10мв я оцифрую с точностью 10%, а на частотах >100Гц 0.1% Индуктивность, которую я измеряю, меняется в пределах 30%, поэтому мне нельзя терять точности, сори что ненаписал про точность раньше.


Ой, какая штука!!! Нет не пробовал, спасибо, пойду почитаю внимательно, .. и стоит не дорого


Она туже схему с напряжением использует, т.е. теже проблемы с точностью на низких частотах, плюс у меня импеданс от 2х ом, а там от 1к, правда пишут, что это можно поправить буфером, вообще конечно заманчиво, что это всего одна микросхема....

Только щас до конца осознал идею!!! Вначале подумал, что получается тот же источник тока, что и у меня с теми же проблемами, а теперь прозрел!!! понял, что понижая сигнал на низких частотах, я буду понижать все гармоники в спектре одинаково, и не буду усиливать высокочастотные составляющие. Tanya это гениально!!!) спасибо!!! наверное так и сделаем

..)рано обрадовался, получается очень медленный способ измерения, на герцах нужно сначала ждать несколько периодов чтобы ток продетектировать, а потом столько же чтобы напряжение померить

Зачем изобретать велосипед?
Гляньте соседнюю тему "Почему это называется autobalancing bridge" - это схема классического LCR метра.
Подавайте напряжение с DDS (а лучше со звукового ЦАП) на индуктивность и получайте ток с подавленными гармониками DDS, а меряйте напряжение с выхода ОУ.

Ну... Вы преувеличиваете. На низких частотах основной вклад - резистивная компонента - амплитуда должна быть постоянная... почти.
А что, как и с какой точностью Вы хотите измерять? Чем (каким способом) Вы сейчас это делаете?

Их наверное не зря от 1Гц не делают, не получится ..вроде...в такой схеме на 1ом герце точно измерить мою индуктивность, писал же выше про то, что реактивная часть измеряемого Z в 100 раз меньше активного.


Делаю прибор для измерения толщины металла, металл является частью магнитопровода причём от частоты меняется глубина проникновения поля в метал, соответственно меняется индуктивность т.к. меняется сечение магнитопровода. Индуктивность при изменении частоты меняется в пределах 30 %, сама индуктивность лежит в пределах 1мГн - 10мГн. Хочется мерить с точностью ~0.5%. Сейчас контроллер управляет dds сигнал с которого через управляемый аттенюатор поступает ко мне на преобразователь напряжение/ток , напряжение с датчика усиливается и оцифровывается. Искомая индуктивность пропорциональна коэффиценту аттенюатора, напряжению на индуктивности и обратнопропорциональна частоте, всё, - так и мерим.

Непонятно, почему Вы жалуетесь на медленность. Если Вы оцифровываете, то явно не по одному периоду.
Что тут можно посоветовать...
Сделайте аналоговый генератор - не будет ступенек. Можно сделать разными способами. Самый простой: пила - синусоида (см Титце с Шенком).
Вычитайте сигнал равный падению напряжения на резистивной части датчика - (шунт + ОУ) - получите почти то, что хотите. Плохо, что от температуры будет зависеть. А не проще будет подавать прямоугольник с частотой 1 Гц?

Думал я над этим) при эмуляции сигнал не менее кривой получается чем от ступенек( а никакого другого аналогового генератора, который бы быстро перестраивался в районе герц я не придумал.

Если напряжение подавать на датчик, то не волнует это сильно.
Вот так и не сказали... Вы амплитуду только измеряете (получаете, хотите...), или и ток, и напряжение от времени?

если напряжение, то и c DDS проблем не будет.

Раньше интересовала только индуктивность, с моим генератором тока для этого было достаточно измерить только амплитуду напряжения на датчике, ...)но контроллер всё равно оцифровывал полностью несколько периодов. Сейчас я хочу ещё и сдвиг по фазе между напряжением и током мерить

А как Вы думаете, сколько периодов нужно ждать, что бы начать измерять амплитуду?

Вопрос хороший, на практике(с генератором тока) мы увидели, что в принципе достаточно 1/4 периода. на частотах до 10Гц измеряем одним периодом, с ростом частоты количество периодов увеличиваем, для повышения точности, так как эти периоды уже мало влияют на быстродействие.