Необходимо мерить переменку (частота, напряжение, ток в нагрузке).
Собрал схему (привёл только канал напряжения).

Напряжение (среднеквадратическое) меряет нормально.
Попытался мерять частоту (от каждого замера вычитается значение АЦП, соотв. Uпит/2, затем сравниваю с нулём) - частота всё время бегает в пределах 51-52 Гц. Сильно подозреваю, что это из-за каких-то высокочастотных помех, которые лезут в АЦП.
Чем лучше отфильтровать? Когда-то раньше пытался поставить перед ОУ RC фильтр 1 кил - 1 мкф - получилась какая-то параша - значения напряжения жутко скакали , хоть МК их и усредняет. После этого я тот фильтр убрал и больше не ставил . Но по-хорошему надо...

Спасибо.

Сообщение отредактировал hd44780 - May 18 2011, 13:50

Картинка из Титце, Шенк "Полупроводниковая схемотехника".
Аналогичную схему можно найти в Мошиц, Хорн "Проектирование активных фильтров".
В "Op Amp applications handbook" от Analog Devices. И в документации на их ОУ можно найти.

Еще картинка, из упомянутой "Op Amp Applications Handbook"

Во-первых, фильтровать гармоники сетевой частоты нам совершенно не нужно, поскольку измерению частоты они не мешают. Фильтровать нужно помехи и всякий мусор.
Но предположим, что нам таки захотелось фильтровать от 50Гц LC-фильтром. Прикиньте номинал индуктивности в таком фильтре. Потом посмотрите в справочнике массу и габариты соответствующего дросселя.
После чего останется только это собрать и убедиться, что помехи в диапазоне сотни килогерц-еденицы мегагерц пройдут через него, как нож сквозь масло.



А Земля - центр вселенной. С этим даже спорить смешно. Откройте любую книжки по фильтрам, или Хорвица-Хилла хотя-бы на стр. 257 первого тома, там везде нарисованы графики затухания для разных порядков.

hd44780 , а алгоритм частотомера какой - прямой или обратный счёт? И интервал измерения какой? Может быть, это у вас ошибка +-1 отсчёт?

Сообщение отредактировал shkal - May 19 2011, 09:48

Левая схема из Титце&Шенк понравилась.
Только есть ламерские вопросы:
1. Если мне надо пропускать 50 Гц, то это и будет резонансная частота фильтра (термин из этой книжки)?
2. Какое надо брать это k? Там написано, что это коэф. усиления. Если мне не нужно усиливать, то k=1, и верхний резистор в делителе превращается в перемычку?



Алгоритм счёта пока такой - считает кол-во переходов сигнала через мою ср. точку и кол-во секунд работы.
Потом делит одно на другое и гонит на дисплей.
Хотя м.б. и придётся вынести частоту на отдельный компаратор, чтобы не мешал основному алгоритму.
Кстати, может и оффтоп здесь. МК у меня ATMega16, там есть компаратор. Можно ли как-то к нему гистерезис "приделать"?

Меня тут собственно даже не сама частота беспокоит.
Я по ходу считаю угол сдвиг фазы между напряжением и током. А из-за разного мусора этот угол скачет. Немного, но всё же.
Частота - задачка, на которой эти косяки наиболее отчётливо проявляются.

Сообщение отредактировал hd44780 - May 19 2011, 10:10

1. Да, конечно.
2. От k зависит добротность -> полоса пропускания. Это вам решать, что нужно.
Книжку (скачать и) почитать!

Про аппаратный гистерезис не скажу. Посмотрите на сайте Atmel, может, там и есть решения.
Можно сделать программно - подсчитывать только "устойчивые" состояния входа, когда они подтверждаются в течение, например, 1ms. Короткие пички игнорировать.

1) Да
2) Всё хорошо, только этот фильтр ничего фильтровать не будет у него добротность 1\2 при к=1
3) Алгоритм - вам сюда http://electronix.ru/forum/index.php?showt...29796&st=15
4) вот фильтр для начала.

Все эти фильтры подробно рассмотрены в книжке Мошиц, Хорн "Проектирование активных фильтров".

Спасибо. Буду пробовать.

Во- первых Вы используете АЦП(какая разрядность?), которое и так шумит. Во-вторых, вычитаете половину питания(откуда берется это число?) - если это число постоянное, то результат будет зависеть от входного напряжения, а если опять цифруется, то будет шуметь.

Алгоритм:
На вход усилителя подаете Ваш синус. Усилитель должен быть в насыщении, скажем от Uпит до 0.1в и от -0.1в до -Uпит. Все что в диапазоне от -0.1 до +0.1в. должно честно усиливаться. Далее ставите компаратор с гистерезисом и выход компаратора заводите на ногу контроллера(счетный вход). И скажем по фронту запускаете счет и по нему же заканчиваете(для 1 периода). Для N периодов считаете N периодов и число в счетчике делите на N. Контроллер должен работать от внешнего кварца. Удачи Вам.

Разрядность - 10 бит. Мл. бит всегда гасится, т.к. у атмела там ошибка с вероятностью 50%.
Пол-питания - значение АЦП 512. Пытался толкать на АЦП и ср. точку с потенциометра, но там тоже иногда какие-то скачки наблюдаются , хоть кондёрами увешано.
Мега работает от внеш кварца 8МГц, единственный косяк там - аналоговое питание не по ДШ подведено - просто запаяно на общие +5в.

Вот ещё прообраз фильтра, сорри за качество, мобилой отснял.

У Т-моста фаза будет сильно плавать при изменении частоты и температуры (а в приведённой схеме ещё и усиление на центральной частоте), так не надо делать.

У всех полосовых RC- и LC-фильтров в температуре будут плавать АЧХ и ФЧХ, если не использовать дорогие термостабильные пассивные компоненты, да и непонятна мотивация применения ПФ вместо ФНЧ. Мне также непонятно, зачем сигнал оцифровывать, чтобы измерить его частоту, если только речь не идёт о спектральном анализе или цифровой фильтрации. Не совсем чётко понятно, чем компаратор с гистерезисом и RC-фильтры (активные или пассивные) помогут при зашумлении сигнала, например, низкочастотными помехами звукового диапазона, которые могут образоваться при питании УЗЧ и АС.
Если речь не идёт об измерении каждого периода 50 Гц, то можно обойтись простейшей фильтрацией сигнала от ВЧ составляющих многозвенным LC- фильтром (звенья должны быть рассчитаны на разные частоты) и подачей его через обычный компаратор на счётный вход микроконтроллера. Далее накопление и усреднение устранят все ошибки.

Интересное утверждение



Вы уверены, что это правильно. Я уверен, что это в принципе делать нельзя. Вы можете подобрать это значение так, что вычисляемая частота будет равна искомой т.е. 50Гц, но при других условиях(температура и т.д.) показания изменяться.



Сделайте как я в предыдушем посте написал. Работает на счетчике, жестко привязан к кварцу и разрядность повыше(можно еще повысить сделав предсказание). Практически точность будет определяться усилителями. Если что-то не понятно, то изучите принцип работы АЦП двойного интегрирования .


Если всетаки не хотите уйти от АЦП, то делайте не повторитель, а усилитель, чтоб, повторюсь, при напряжении на входе 0.1в усилитель находился в насышении, т.е. около +питания, а при напряжении -0.1в - около -питания. Т.е. усилитель будет только правильно усиливать узкий диапазон входного питания и таким образом Вы повысите точность определения пересечения нуля входным сигналом.

Непонятна вообще затея аналоговой фильтрации. У вас достаточно шустрый ACP фильтруйте в цифре. Преобразование Фурье никто не отменял. У вас просто плохой алгоритм измерения частоты.
Плавающая же фаза после аналогово фильтра создаст кучу проблем с подсчетом мощности, RMS и прочими метрологическими функциями.
Кстати Нулевую точку нужно вешать не на половину питания, а на половину опорного напряжения. На питании вы отгребаете еще кучу шумов и погрешностей.

Если использовать ФНЧ, а не полосовой фильтр, и частоту среза взять герц 100, то плавать ничего не будет.
УЗЧ с линейным БП в пределах рассматриваемой задачи помех в сети с частотой входного сигнала не создают. Вы форму и спектр тока потребления УЗЧ представляете?
Гистерезис в компараторе нужен для исключения дребезга при подаче на вход зашумлённого сигнала (каковым напряжение в сети и является)
Алгоритм частотомера должен быть обратного счёта, иначе точность получиться +-1Гц при интервале измерения 1 с.
MaslovVG Вы вот серьёзно предлагаете старттопику садиться писать ЦФ и БПФ, вместо того, чтобы впаять 1 ОУ 2 резистора и 2 конденсатора?
Тем более, что ОУ уже есть. А фильтр пред АЦП должен быть всегда, если не стоит задачи собрать помехи из всей возможной полосы.