Способы компенсации постоянной составляющей, какие кто знает? Опции

[smk]

Нужно мерять сигнал (колокол) амплитудой 0...100 мВ на фоне постоянной составляющей +16 В. Постоянная медленно дрейфует туда-сюда в небольших пределах и нужно непрерывно ее отслеживать. Как можно устроить ее следящую компенсацию? Е еще попутно вопрос. На вход диф.усилителя с к=3 (собственно им пытаюсь компенсировать) подаю постоянное с потенциометра - все нормально (не считая дрейфа). Как только пробую компенсационную составляющую подать с выхода ОУ - на выходе диф.усилителя ерунда полная хотя постоянная составляющая та же что и была на потенциометре. Как это можно объяснить? Спасибо.

[Herz]

Маловата постоянная времени?

[Tanya]

Нужно мерять сигнал (колокол) амплитудой 0...100 мВ на фоне постоянной составляющей +16 В.

Вы бы еще рассказали, с какой точностью и скоростью Вы хотите измерять.... и пр., и пр. и пр.

[iosifk]

Нужно мерять сигнал (колокол) амплитудой 0...100 мВ на фоне постоянной составляющей +16 В.

Придумайте какой-нибудь нелинейный ограничитель на входе, измеряющем постоянку. Чтобы он не реагировал на приращения сигнала, ну скажем 10 мВ... Тогда импульсы в 100 мВ не будут добавляться к компенсирующему сигналу...
А вообще надо больше данных. Как часто идут колоколы относительно изменений постоянной?
Или же можно сигнал подать на Сигма-дельта АЦП. Там стоит хороший фильтр, и он колоколы подавит...

[MrYuran]

Два встречно-последовательных электролита по входу с подвязкой потенциала входа ОУ к нужному уровню резистором.
Тау будет равно эрцэ.
Проще наука пока ничего на придумала.

[Слесарь]

Нужно мерять сигнал (колокол) амплитудой 0...100 мВ на фоне постоянной составляющей +16 В. Постоянная медленно дрейфует туда-сюда в небольших пределах

Я только так и измеряю в весовых технологиях, только при амплитуде полезного сигнала ~10 мВ. Напряжение питания 5 или 12 Вольт стабилизированное обычной КРЕНкой или простым импульсным БП, питание обычно дополнительно загружено 200 мА динамически изменяемого тока индикатора.
Просто необходимо делать мостовую схему при питании от плохо стабильного источника. Ваш полезный сигнал ~100 мВ должен быть сигналом дисбаланса моста. Далее этот дисбаланс регистрируется электронной схемой или стрелочным прибором. Именно в мостовых схемах можно получить минимальную зависимость от питающего напряжения.
Сейчас я делаю мостовую схему стабилизированную КРЕНкой но с чувствительностью к пикоВольтам полезного сигнала, посмотрим что получится.

[iosifk]

Два встречно-последовательных электролита по входу с подвязкой потенциала входа ОУ к нужному уровню резистором.
Тау будет равно эрцэ.
Проще наука пока ничего на придумала.

И утечка у них тоже будет будьте нате, а потому поплывет все по времени и по температуре. Так что для приличных измерений - не подойдет...

[MrYuran]

Как только пробую компенсационную составляющую подать с выхода ОУ - на выходе диф.усилителя ерунда полная хотя постоянная составляющая та же что и была на потенциометре. Как это можно объяснить? Спасибо.

Подать куда и с выхода какого ОУ? Того же самого? И на какой вход?

Так что для приличных измерений - не подойдет...

Осталось, определиться, что такое приличные измерения.
И какая степень приличия интересует автора.

На случай, если часть постоянки все-таки протечет через конденсаторы, я бы компенсировал её уже по выходу усилителя, заодно со смещением ОУ.

[muravei]

Оцифровывать все (в пределах дрейфа с запасом) , а дальше программно.

[smk]

Колокол следует раз в 10 мс и имеет ширину 5 мс. Далее он должен быть усилен в разы и оцифрован. АЦП 12 разрядов. Идея сейчас такая. Питание двуполярное. Сигнал подается на один вход дифф.усилителя, а компенсационное напряжение на другой. Далее следует детектор перехода через ноль. С его выхода сигнал поступает на МК, который подстраивает напряжение на выходе ЦАП. С выхода ЦАП напряжение поступает на масштабирующий усилитель (т.к. выход ЦАП 0...3 В, а компенсационное должно быть от - 9 В до + 9 В). С выхода масштабирующего усилителя снимается то самое компенсирующее напряжение. Постоянная составляющая в сигнале относительно общего провода примерно 4 В. Проблема такая: если подать компенсирующее напряжение с движка потенциометра - сигнал получается как надо. Если подать сигнал с выхода масштабирующего ОУ то сигнал кака. Управлять масштабирующим ОУ пробовал ка ЦАПом так и потенциометром - результат одинаковый. Грешу на опорный источник т.к. из трех стабилитронов последовательно сделан. Завтра будет из TL431. Посмотрел питание - там пила 100 мВ от стабилизатора. Возможно из-за этого, но при подаче компенсационного c потенциометра питание не влияет.

[Дмитрий_Б]

Какие именно параметры усечённого гауссовского импульса необходимо измерить?
Каковы параметры помехи?
Отетьте на вопросы и воспользуйтесь теорией оптимальных оценок.

[smk]

Мерить нужно амплитудное значение с точностью лучше 1%. Опора АЦП 2,5 В. Если мерим 10 мВ, то сначала усиливаем с известным Ку до около 2 В и меряем.

[shkal]

А для чего такой наворот? Возьмите фильтр второго порядка с частотой среза 1-2Гц, входной сигнал параллельно на него и +дифф. усилителя, на -дифф. подать выход фильтра.

[Microwatt]

А для чего такой наворот? Возьмите фильтр второго порядка с частотой среза 1-2Гц, входной сигнал параллельно на него и +дифф. усилителя, на -дифф. подать выход фильтра.

Совершенно ага! Вроде самый естественный схемотехнический путь.
Оцифровывать 100-разрядным АЦП и потом программно ловить блох в стогу сена - слишком по-эмбеддерски.

[tyro]

Если известно, что во входном сигнале некоторое время присутствует некая мешающая постоянная составляющая в чистом виде, то можно попробовать так:
- отследить смену знака производной входного сигнала
- отловить момент когда она (производная входного сигнала) равна нулю
- выждать некоторое время(необязательно)
- запомнить значение входного сигнала в УВХ
- Разность входного сигнала и УВХ подать на вход измерителя
P.S. Если использовать фильтр, как в постах выше, после фильтра будет сумма мешающей постоянной составляющей и постоянной составляющей "колокола". В итоге после диф. усилителя (сумматора) будет знакопеременный сигнал.

[Microwatt]

P.S. Если использовать фильтр, как в постах выше, после фильтра будет сумма мешающей постоянной составляющей и постоянной составляющей "колокола". В итоге после диф. усилителя (сумматора) будет знакопеременный сигнал.

Да, замечание существенное.

[smk]

Да, замечание существенное.

Вот-вот. Проблема не такая простая как поначалу кажется. До меня предыдущий разработчик делал все цифровым фильтром, но там тоже много разных обстоятельств. Так и не получилось толково. Вывод такой, что сначала сигнал нужно готовить к оцифровке аналоговыми средствами, а потом обрабатывать.

[VCO]

Вот-вот. Проблема не такая простая как поначалу кажется. До меня предыдущий разработчик делал все цифровым фильтром, но там тоже много разных обстоятельств. Так и не получилось толково. Вывод такой, что сначала сигнал нужно готовить к оцифровке аналоговыми средствами, а потом обрабатывать.

Сигнал необязательно готовить только аналоговыми средствами: до колокола можно измерить постоянную составляющую с помощью АЦП, скомпенсировать её с помощью ЦАПа и ОУ и спокойно мерить колокол, оставив при компенсации на всякий случай небольшое смещение по постоянной составляющей.

[smk]

Сигнал необязательно готовить только аналоговыми средствами: до колокола можно измерить постоянную составляющую с помощью АЦП, скомпенсировать её с помощью ЦАПа и ОУ и спокойно мерить колокол, оставив при компенсации на всякий случай небольшое смещение по постоянной составляющей.

Таким путем и двигаюсь. См. пост №1.

[VCO]

Таким путем и двигаюсь. См. пост №1.

Вероятно, дело в неправильно рассчитанном усилителе, а не в методе компенсации. Ну и алгоритм компенсации тоже следует отладить. Вполне возможно, что стоит учитывать тенденцию дрейфа с некоторым запасом.

[ViKo]

Колокол следует раз в 10 мс и имеет ширину 5 мс.

По какому уровню измерена ширина? Это уже почти синус 100 Гц. Если и не синус, то первая гармоника будет 100 Гц. А у дрейфа какая постоянная времени? Больше секунды?

[tyro]

Таким путем и двигаюсь. См. пост №1.

Как я понимаю не таким. Вам предлагается вычесть постоянную составляющую измеренную/запомненную между "колоколами" .

[Tanya]

Колокол следует раз в 10 мс и имеет ширину 5 мс. Далее он должен быть усилен в разы и оцифрован.

Вот еще вариант. Он на мой взгляд лучше Вашего подхода.
Сигнал поступает на инвертирующий усилитель-фильтр - два резистора и конденсатор. Возможна модификация с ключиком и интегратором.
Сигнал с выхода поступает на сумматор-усилитель с тремя входами - сигнал, сигнал после фильтра-инвертора и смещение.
Далее - АЦП. Возможно... и еще один усилитель до.

[Plain]

питание - там пила 100 мВ от стабилизатора. Возможно из-за этого

Тему надо переименовать в "Что такое PSRR? Если это еда, то каковы могут быть последствия?" и перенести в раздел для начинающих.

[smk]

По какому уровню измерена ширина? Это уже почти синус 100 Гц. Если и не синус, то первая гармоника будет 100 Гц. А у дрейфа какая постоянная времени? Больше секунды?

Да, больше секунды. Ширина мерялась по уровню, близкому к нулю.

Основная проблема сейчас в том, что на выходе масштабирующего усилителя есть пила примерно 50 мВ. Если взять опорное не с ИОН, а с общего, то амплитуда падает втрое. Частота пилы 100 - 105 Гц.

[ViKo]

ФВЧ (любым, хоть на одном конденсаторе, хоть на операционном усилителе) отрезать постоянное напряжение. Остальное - усилить, и - на быстрый АЦП. Найти минимум, найти максимум, вот и размах. Если вдруг аналоговый фильтр не отфильтровывает все изменения постоянного уровня, использовать цифровой фильтр после АЦП - накопить среднее значение, и вычесть его из измеренного по колоколу. Как?

[smk]

Тему надо переименовать в "Что такое PSRR? Если это еда, то каковы могут быть последствия?" и перенести в раздел для начинающих.

Вопрос кажись решился. Плавал управляющий сигнал относительно опорного.

ФВЧ (любым, хоть на одном конденсаторе, хоть на операционном усилителе) отрезать постоянное напряжение. Остальное - усилить, и - на быстрый АЦП. Найти минимум, найти максимум, вот и размах. Если вдруг аналоговый фильтр не отфильтровывает все изменения постоянного уровня, использовать цифровой фильтр после АЦП - накопить среднее значение, и вычесть его из измеренного по колоколу. Как?

Очень хорошо. Так и будет. Это уже второй контур отсечки постоянки. А пока нужно отсечь по максимуму чтобы не усиливать ее вместе с сигналом.

[MrYuran]

ФВЧ (любым, хоть на одном конденсаторе, хоть на операционном усилителе) отрезать постоянное напряжение. Остальное - усилить, и - на быстрый АЦП. Найти минимум, найти максимум, вот и размах. Если вдруг аналоговый фильтр не отфильтровывает все изменения постоянного уровня, использовать цифровой фильтр после АЦП - накопить среднее значение, и вычесть его из измеренного по колоколу. Как?

+++
Конденсаторы на вход, опер подвязать к середине диапазона, далее - АЦП и чистая арифметика.
За 1% можно даже не париться, если АЦП соответствует.
Мне в ближайшее время предстоит примерно то же самое на порядок точнее измерить и при динамическом диапазоне 10000:1, и частота сигнала 10кГц...

[Меджикивис]

совсем дикое предложение:
взять в точности такое же устройство, запитанное от того же самого источника, которое будет дрейфовать синхронно с первым. Только без сигнала.
И дальше работать с разностью между ними, которою и явится полезный сигнал))))))

[Massi]

на СУРН для устранения постоянной состовляющей ставится вибропреобразователь...который замыкал сигнал на землю...далее можно уже заниматься фильтрацией...как фильтровать...а вот так...

Прикрепленные файлы

 SynchrDetect.pdf ( 266.74 килобайт ) Кол-во скачиваний: 231

 

[Herz]

Очень хорошо. Так и будет. Это уже второй контур отсечки постоянки. А пока нужно отсечь по максимуму чтобы не усиливать ее вместе с сигналом.

А что конкретно мешает использовать такой способ? Есть искажения сигнала?

[smk]

на СУРН для устранения постоянной состовляющей ставится вибропреобразователь...

А подробнее? Очень интересно.

А что конкретно мешает использовать такой способ? Есть искажения сигнала?

Надо пробовать. Сейчас похоже сделано только процессор вместо интегратора. В аналоговом варианте есть опасность что в минус сигнал уйдет.

[Herz]

Надо пробовать. Сейчас похоже сделано только процессор вместо интегратора. В аналоговом варианте есть опасность что в минус сигнал уйдет.

Я думал, Вы это пробовали. Ибо первое, что напрашивается. Можно рассчитать насколько уйдёт, проинтегрировав (приблизительно) Ваш колокол и сравнив с "площадью" под постоянной составляющей в паузах. Можно смещением от опоры подрегулировать.
Но в целом, если дрейф постоянной составляющей медленный по отношению к периодичности импульсов, то выбирая подходящую постоянную интегрирования можно этим несложным приёмом кардинально улучшить картину.

[smk]

Я думал, Вы это пробовали. Ибо первое, что напрашивается. Можно рассчитать насколько уйдёт, проинтегрировав (приблизительно) Ваш колокол и сравнив с "площадью" под постоянной составляющей в паузах. Можно смещением от опоры подрегулировать.
Но в целом, если дрейф постоянной составляющей медленный по отношению к периодичности импульсов, то выбирая подходящую постоянную интегрирования можно этим несложным приёмом кардинально улучшить картину.

Можно улучшить. Будет свободная минутка - попробую. Только вот ту AD8275 взять негде.

[Plain]

Есть простой вариант с чередованием пиковых детекторов — тактовый генератор подключает выход очередного детектора к опорному входу усилителя, после чего отключённый детектор сбрасывается. Частота переключения должна быть ниже нижней частоты сигнала.

Можно расширить схему нелинейным фильтром, увеличив число детекторов (и периодов измерения, соответственно) — выбор из них того, на который в очередной такт будет скинут вход усилителя, определять по наименьшему модулю отличия их уровней от текущего.

[Herz]

Можно улучшить. Будет свободная минутка - попробую. Только вот ту AD8275 взять негде.

AD8275 там совершенно не обязательна. Это лишь пример, демонстрирующий принцип. Можно взять любой другой подходящий дифусилитель. И даже не дифусилитель.

[Iptash]

совсем дикое предложение:
взять в точности такое же устройство, запитанное от того же самого источника, которое будет дрейфовать синхронно с первым. Только без сигнала.
И дальше работать с разностью между ними, которою и явится полезный сигнал))))))

Вот это на мой взгляд правильное решение. Где то раньше я это видел.
Вот попробовал в MultiSimе просимулировать. Где один канал фильтр, выделяет постоянную состовляющую, а дальше смешивается. Попробовал смещение от 0 до 2в. в
результате синусоида в центре. Здесь надо резисторы более точно для вашего случая расчитать.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Herz]

Вот это на мой взгляд правильное решение. Где то раньше я это видел.
Вот попробовал в MultiSimе просимулировать. Где один канал фильтр, выделяет постоянную состовляющую, а дальше смешивается. Попробовал смещение от 0 до 2в. в
результате синусоида в центре. Здесь надо резисторы более точно для вашего случая расчитать.

Нет, это вряд ли поможет. Неизвестно, чем вызван дрейф. И нет гарантии, что он будет одинаков ни по величине, ни по знаку для обоих каналов. Это в симуляторе всё просто - там модели одинаковые.

[Myron]

Нет, это вряд ли поможет. Неизвестно, чем вызван дрейф. И нет гарантии, что он будет одинаков ни по величине, ни по знаку для обоих каналов. Это в симуляторе всё просто - там модели одинаковые.

Даже если применить конструктивно-технологические и сборочные ухищрения, то можно уменьшить взаимный дрейф от температуры в пару-тройку раз во всем диапазоне. А так - следуйте рекомендации ув. Herz
Помню, много лет назад мой молодой коллега смоделировал усилитель и получил уровень НИ в сотню раз меньший, чем лучшие усилители того времени и был страшно горд. После предложения слегка поменять модели, все стало на свои места. Проблема в том, что неизвестно, какие именно параметры моделей дергать и куда, хотя и понятны параметры моделей.

[Iptash]

Нужно пробовать. Такие вещи если мне надо, я симулирую потом делаю схему и довожу до положительного или отрицательного конца.

[Myron]

Нужно пробовать. Такие вещи если мне надо, я симулирую потом делаю схему и довожу до положительного или отрицательного конца.

Herz и я гарантируем Вам "отрицательный конец". Конечно не при идеальных внешних условиях. Очень небольшое улучшение можно получить при использовании матриц резисторов для обоих каналов, резисторов с малым темп. дрейфом, сдвоенных/счетверенных ОУ при перекрестном использовании ОУ в соседних каналах, тщательной проработки конструкции и т.п. Но все это ерунда, по сравнению с общим уровнем дрейфов каналов.

[Iptash]

Herz и я гарантируем Вам "отрицательный конец". Конечно не при идеальных внешних условиях. Очень небольшое улучшение можно получить при использовании матриц резисторов для обоих каналов, резисторов с малым темп. дрейфом, сдвоенных/счетверенных ОУ при перекрестном использовании ОУ в соседних каналах, тщательной проработки конструкции и т.п. Но все это ерунда, по сравнению с общим уровнем дрейфов каналов.

Эту схему я как бы от балды нарисовал, что бы показать сам принцип. Можно сделать два канала один канал фильтр, который срезает переменную, второй линейный,
эти каналы как можно точнее отстраиваются(соответственно применяются прецензионные ОУ) потом эти два канала подаются на АЦП микропроцессора где вычетается постоянка от основного канала. Таже в процессе отладки вводятся таблица погрешностей на основе тестирования. Этот процесс очень долгий и муторный, а как вы думали, прецензионные приборы стоят дорого.

[smk]

Вот это на мой взгляд правильное решение. Где то раньше я это видел.
Вот попробовал в MultiSimе просимулировать. Где один канал фильтр, выделяет постоянную состовляющую, а дальше смешивается. Попробовал смещение от 0 до 2в. в
результате синусоида в центре. Здесь надо резисторы более точно для вашего случая расчитать.

Спасибо. Но только синусоида нужна лежащей нижней кромкой на нуле. Процессорные вычитания и так будут, но это сужает динамический диапазон и разрешающую способность. Если кто знает не очень дорогие ЦАП с 16 бит и больше да с внутренней опорой с шумами поменьше и без резких скачков (пусть малых) - прошу подсказать. Уже интересно. А так идея работает, но нужен малый шаг по напряжзению от ЦАП и диапазон изменения напряжения хочется от - 5 В до + 8 В с шагом 0,5 мВ и лучше. Но это в идеале. Можно и от - 1 В до + 5 В с тем же шагом и меньше.

[Massi]

Это называется компенсацией ветра....это первая ступень
вторая ступень...подавление местников используя потенциалоскопы...и выделение полезных сигналов на фоне местников....
и не надо пугать что уже выехали....

[smk]

Теперь очень интересует ФВЧ, который при входном сигнале, колоколе в плюсовую сторону сформирует на выходе тоже колокол в плюсовую сторону относительно нуля, а не симметрично. Есть такие?

[xemul]

Теперь очень интересует ФВЧ, который при входном сигнале, колоколе в плюсовую сторону сформирует на выходе тоже колокол в плюсовую сторону относительно нуля, а не симметрично. Есть такие?

Долго же Вам придётся изобретать ФВЧ, пропускающий постоянную составляющую...

[Меджикивис]

Нет, это вряд ли поможет. Неизвестно, чем вызван дрейф. И нет гарантии, что он будет одинаков ни по величине, ни по знаку для обоих каналов. Это в симуляторе всё просто - там модели одинаковые.

Ну я так и думал, что народ поймет меня буквально )) Я не имел конечно ввиду второй отдельный ящик))))
Медленный дрейф вызывается чаще всего двумя причинами: нестабильностью источника питания и прогревом входного каскада. Вклад остальных каскадов на порядки меньше.
Первое я уже сказал - запитать оба канала от одного и того же источника питания.
Второе - скопировать только входной каскад. Всунуть копию по возможности ближе к рабочей плате, чтобы одинаковые тепловые условия. А самое лучшее - сдвоенный ОУ, в одном корпусе: один канал рабочий, другой - опорный. Тогда - дрейф будет близким, это точно.

ЗЫ:
Но стопроцентно от него, как и от всякого вполне случайного шума, такимс пособом освободиться не удастся конечно. Хотя значительно уменьшить можно.
Ведь стоит задача, как я понимаю, привести сигнал к удобоваримой для оцифровки величине.

Вообще, вопрос к автору: сколь велика амплитуда дрейфа в сравнении с амплитудой сигнала?

[Herz]

Ну я так и думал, что народ поймет меня буквально )) Я не имел конечно ввиду второй отдельный ящик))))
Медленный дрейф вызывается чаще всего двумя причинами: нестабильностью источника питания и прогревом входного каскада. Вклад остальных каскадов на порядки меньше.

Совсем не факт. Ну совсем.
Коэффициент подавления влияния источника питания у современных ОУ очень велик. Очень маловероятно, что он вызывает дрейф на выходе предварительного каскада, сопоставимый с уровнем сигнала. Хотя, как именно построен входной каскад - мы не знаем.
Тем не менее, и второй вариант весьма маловероятен. Чему там прогреваться в слаботочных цепях?
Тут дело наверняка в другом. Либо ОУ (ОУ ли?) выбран с большим дрейфом смещения нуля, либо сам сигнал с датчика имеет такую природу. Гадать можем бесконечно, пока автор не пояснит. Поэтому пытаться компенсировать дрейф достаточно бессмысленно, не зная его причину.

[smk]

Автор поясняет. Дрейф вызван в основном изменением температуры прибора, а с ним и датчика сигнала которого нужно измерять. Ну еще в некоторой степени присутствует вырождение самого датчика и еще что-то наверняка есть, но это уже в меньшей степени.

[Меджикивис]

Если в конструкции можно где-нибудь взять синхроимпульс к полезному сигналу, то возможен гораздо более простой и эффективный путь.
Берем обычный аналоговый ключ, и при помощи его подключаем накопительную емкость к выходу в промежутках между импульсами полезного сигнала. Таким образом получаем на конденсаторе чистый опорный уровень с автоматически учтенным дрейфом.
Тут уже много раз возвращались к этой мысли; не знаю, чем Вас она не удовлетворяет.

Нету синхроимпульса? Но его же можно "изготовить". Берем обычный ФВЧ, фильтруем им импульсы сигнала, усиливаем в 5 .. 10 раз, пропускаем через компаратор, потом на задержку в полпериода, потом на одновибратор - и на управление аналоговым ключом.

Сообщение отредактировал Меджикивис - Aug 30 2012, 19:24

[smk]

Если в конструкции можно где-нибудь взять синхроимпульс к полезному сигналу, то возможен гораздо более простой и эффективный путь.
Берем обычный аналоговый ключ, и при помощи его подключаем накопительную емкость к выходу в промежутках между импульсами полезного сигнала. Таким образом получаем на конденсаторе чистый опорный уровень с автоматически учтенным дрейфом.
Тут уже много раз возвращались к этой мысли; не знаю, чем Вас она не удовлетворяет.

Нету синхроимпульса? Но его же можно "изготовить". Берем обычный ФВЧ, фильтруем им импульсы сигнала, усиливаем в 5 .. 10 раз, пропускаем через компаратор, потом на задержку в полпериода, потом на одновибратор - и на управление аналоговым ключом.

Синхроимпульс есть. Идею понял. Спасибо. Правда остается вопрос как быстро (за 1 мС) перезарядить емкость и продержать неизменным заряд следующие 39 мС.

[Plain]

Синхроимпульс есть.

Приплыли. Задача для какой-нибудь копеечной LF398, к чему было тянуть с этой тайной аж четыре страницы.

[Меджикивис]

остается вопрос как быстро (за 1 мС) перезарядить емкость и продержать неизменным заряд следующие 39 мС.

На этот вопрос ответ довольно тривиален. Пропускаем выход через отдельный повторитель с низким выходным сопротивлением. Берем ключ от Analog Devices (у них есть весьма хорошие, с сопротивлением в омы), берем керамическую емкость из расчета получившегося общего сопротивления, и берем с нее повторитель на ОУ с полевым входом. Всё... Продержит гораздо больше 40 мС.

[smk]

Приплыли. Задача для какой-нибудь копеечной LF398, к чему было тянуть с этой тайной аж четыре страницы.

Вкусно, но видит глаз да зуб не ймет.
Вариант заполучить вроде бы есть. Даташит посмотрел, хотелось бы совет или проверенную схемку для мого случая т.к. ранее такого в руках не держал.

[VCO]

Теперь очень интересует ФВЧ, который при входном сигнале, колоколе в плюсовую сторону сформирует на выходе тоже колокол в плюсовую сторону относительно нуля, а не симметрично. Есть такие?

Нет таких, и быть не может... А в чём проблемы ниже нуля?

[smk]

Нет таких, и быть не может... А в чём проблемы ниже нуля?

Да вобщемто уже и нет проблемы. А вообще то из-за того, что АЦП там не меряет.

[ViKo]

А вообще то из-за того, что АЦП там не меряет.

Поднимите. Писали же уже.

[MrYuran]

Всех делов. Заодно, можно не париться со смещением опера.

[Tanya]

Всех делов. Заодно, можно не париться со смещением опера.

Хорошая опора + хороший делитель... высокоомный.
А откуда Вы знаете, как устроен АЦП у ТС ?

[MrYuran]

А откуда Вы знаете, как устроен АЦП у ТС ?

Как бы ни было устроено, а обычно они от нуля не меряют.
Так что по любому придется подставку делать.

Подставка на входе - середина опоры, деленная на Ку

[Plain]

Даташит посмотрел, хотелось бы совет или проверенную схемку для мого случая

Случай самый обычный, какой тут ещё может быть совет, а тем более схема, когда в ней всего две детали.

Входов строба у неё обеих полярностей, так что Вам остаётся только нормировать свой синхроимпульс по фазе относительно сигнала и длине, что элементарно делается RC-цепями и обычными логическими элементами.

[Tanya]

Подставка на входе - середина опоры, деленная на Ку

Это плохо - еще два точных резистора...
ТС же хочется (я так думаю...) растянуть весь импульс почти на весь диапазон.
А Вы еще предлагаете два раза измерять... параллельно. А ведь можно последовательно...
Чуть сдвинуть только полочку, на которой эти пички...

[MrYuran]

Это плохо - еще два точных резистора...

Не надо там никакой точности.
На выходе имеем два сигнала - полезный на подставке и собственно подставка. Остается вычесть.
Вторым каналом можно мерить в промжутках между импульсами, тем более если есть синхронизация.
С УВХ тоже интересно, но при одном условии: если АЦП умеет мерить от нуля и если забить на смещения усилителей и того же УВХ. А это могут быть десятки мВ.

[Tanya]

Не надо там никакой точности.
если АЦП умеет мерить от нуля и если забить на смещения усилителей и того же УВХ. А это могут быть десятки мВ.

Об этом нужно спросить у ТС.
Он сам бы должен был бы... из вежливости. Хотя бы.

[smk]

Не надо там никакой точности.
На выходе имеем два сигнала - полезный на подставке и собственно подставка. Остается вычесть.
Вторым каналом можно мерить в промжутках между импульсами, тем более если есть синхронизация.
С УВХ тоже интересно, но при одном условии: если АЦП умеет мерить от нуля и если забить на смещения усилителей и того же УВХ. А это могут быть десятки мВ.

С удовольствием проявлю вежливость. АЦП мерить от нуля умеет. STM32F207 его фамилия. Смещение решается путем применения OP07C (150 мкВ максимум, как я помню, если верить даташиту). LF398 в наших пенатах только под заказ. Завтра еду на базар поохотиться, может найду парочку их или 1100СК2.

[Herz]

УВХ, смею предположить, не решает вопрос впрямую. Хотя, если устраивает значение постоянной составляющей непосредственно перед импульсом, то поможет.

[smk]

УВХ, смею предположить, не решает вопрос впрямую. Хотя, если устраивает значение постоянной составляющей непосредственно перед импульсом, то поможет.

Хочу на практике проверить. Если на деле постоянка в сигнале не выйдет за 3 - 4 мВ, то устроит полностью. Решение с процессором и ЦАП на сегодня способно дать разрешение в десятые милливольта. Наводки 50 Гц и прочий шум тоже портят жизнь. С ними еще бороться, но подозреваю, что их большая часть прямое следствие несовершенства опытной установки (длинные провода, плохая земля).

[MrYuran]

LF398 в наших пенатах только под заказ. Завтра еду на базар поохотиться, может найду парочку их или 1100СК2.

Первая дает 2-10 мВ смещения, вторая - 10-40.
Усилитель умножит на три.
Это ж застрелиться.

[Herz]

Первая дает 2-10 мВ смещения, вторая - 10-40.
Усилитель умножит на три.
Это ж застрелиться.

Или отрегулировать.

[smk]

Купил 1100СК2. А что там про 10-40 мВ? Это реальное практическое значение? Мне нужно чтобы она брала образец за 0,1...0,3 мС и держала его неизменным 40 мС. Разница в 10 мВ конечно плохо, но 40 мВ вообще не приемлемо. Все умножители выкинул. Фильтрация - удаление постоянки - усиление.

[Меджикивис]

А Вы запоминаете на конденсаторе все 16 вольт? Конечно разряд за 40 мС будет заметный.
Подоприте 14 вольт потенциометром, а оставшиеся 2 вольта - на конденсатре. Или даже еще меньше. Если схема умеет запоминать знакопеременный сигнал, то можно подпереть все 16V и пусть компенсирует только дрейф.

[smk]

Сейчас относительно нуля 4,5 В, но датчик включен между +12В и -12В без привязки к общему проводу. Боюсь что это еще один источник наводок и помех.

[Меджикивис]

Сейчас относительно нуля 4,5 В, но датчик включен между +12В и -12В без привязки к общему проводу. Боюсь что это еще один источник наводок и помех.

Запитайте потенциометр от тех же самых +12В и -12В, и тогда их нестабильность скомпенсируется.

[Tanya]

Запитайте потенциометр от тех же самых +12В и -12В, и тогда их нестабильность скомпенсируется.

Хочу обратить внимание не некоторые числа...
ТС хочет измерить 10 милливольт 12-разрядным АЦП. Даже для 10-разрядного один квант будет около 10 микровольт.
Исходный уровень сигнала - около 10 вольт. Таким образом получается, что подпорку (подставку... компенсацию) нужно держать с точностью 1 ppm. И потенциометр должен быть...

[Меджикивис]

Вообще-то хочет измерить не 10 mV, а 100, как сказано в первом посте.

Мне нужно чтобы она брала образец за 0,1...0,3 мС

А зачем такое короткое время? Я понимаю, Вы хотите, чтобы конденсатор не захватил хвост вашего колокола. Но это совершенно не важно)))
Не важно, когда заряд начнется. Важно, когда он закончится, при каком потенциале.
Так что, можете начать заряд несколько раньше, из расчета чтобы захваченный остаток сигнала был порядка величины дрейфа за период.
А закончить его и отрубить от выхода точно посередине между импульсами - вот напряжение именно этой точки конденсатор и сохранит.

[smk]

Вообще-то хочет измерить не 10 mV, а 100, как сказано в первом посте.



А зачем такое короткое время? Я понимаю, Вы хотите, чтобы конденсатор не захватил хвост вашего колокола. Но это совершенно не важно)))
Не важно, когда заряд начнется. Важно, когда он закончится, при каком потенциале.
Так что, можете начать заряд несколько раньше, из расчета чтобы захваченный остаток сигнала был порядка величины дрейфа за период.
А закончить его и отрубить от выхода точно посередине между импульсами - вот напряжение именно этой точки конденсатор и сохранит.

Идею понял. Но там синхроимпульс приходит примерно за 2-3 мс до колокола. На счет АЦП, то мерять я буду уже после удаления постоянки и усиления до уровня в вольты. Вот по этому и очень важно убрать постоянку чтобы ее не усиливать.

[Меджикивис]

там синхроимпульс приходит примерно за 2-3 мс до колокола.

Организовать задержку на нужное время. Два одновибратора друг за другом: сначала - время задержки, а потом импульс заряда заданной длительности. Особой сложности не предвижу.

Кстати, при таком раскладе, выгоднее замерять постоянку не посередине, а непосредственно перед синхроимпульсом (запускающим датчик, как я догадываюсь).


Сообщение отредактировал Меджикивис - Sep 2 2012, 14:25

[smk]

Синхроимпульс указывает на начало нового цикла измерений. Вот кстати еще вопрос что лучше: два термозависимых одновибратора или один кварцованный контроллер скажем STM8S003. Если окажется, что остаточная постоянка у 1100СК2 более 10 мВ (скажем разница после запоминания между опорным на TL431 и выходом), то решение с ЦАП будет вне конкуренции.

[Меджикивис]

Синхроимпульс указывает на начало нового цикла измерений. Вот кстати еще вопрос что лучше: два термозависимых одновибратора или один кварцованный контроллер скажем STM8S003.

Это зависит от того, какая часть периода (в процентах) свободна для измерения постоянки. Если точка измерения сместится со своего идеального положения процентов на 10 - чем это грозит? Если ни чем особенным (лишь бы не наехала на следующий синхроимпульс или на колокол), то я бы сделал на 155ЛА3 (или на 561ЛА7, если с уровнями будет удобнее).

уточнение:
Надеюсь, Вы поняли, что я имею ввиду запуск одновибратора синхроимпульсом, ожидание, пока колокол закончится, а потом уже измерение постоянки, в конце периода, перед следующим запуском.

Если окажется, что остаточная постоянка у 1100СК2 более 10 мВ (скажем разница после запоминания между опорным на TL431 и выходом), то решение с ЦАП будет вне конкуренции.

Дополнительный АЦП+ЦАП - это конечно некоторый огород, но работать может совсем неплохо.
Но можно еще попробовать "на рассыпухе", как я упоминал раньше - два повторителя на операционниках и аналоговый ключ. Я работал с ключами ADG436 - очень хорошие впечатления об их прецизионности.
(правда режим был другой, не на накопительный конденсатор).

[proxi]

Нужно мерять сигнал (колокол) амплитудой 0...100 мВ на фоне постоянной составляющей +16 В. Постоянная медленно дрейфует туда-сюда в небольших пределах и нужно непрерывно ее отслеживать. Как можно устроить ее следящую компенсацию? Е еще попутно вопрос. На вход диф.усилителя с к=3 (собственно им пытаюсь компенсировать) подаю постоянное с потенциометра - все нормально (не считая дрейфа). Как только пробую компенсационную составляющую подать с выхода ОУ - на выходе диф.усилителя ерунда полная хотя постоянная составляющая та же что и была на потенциометре. Как это можно объяснить? Спасибо.

дык хотя бы типо такого, питание двухполярное походу...

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Меджикивис]

дык хотя бы типо такого, питание двухполярное походу...

походу подобные варианты уже обсуждены на предыдущих страницах.

[proxi]

походу подобные варианты уже обсуждены на предыдущих страницах.

и что, не нравится? не работает?
ЗЫ. пробежался конкретно такого не нашел. Идеологически похоже с АЦП , но АЦП есть АЦП ИМХО ОУ коректнее, за сим удаляюсь тревожить больше не намерен.

[ViKo]

и что, не нравится? не работает?
ЗЫ. пробежался конкретно такого не нашел. Идеологически похоже с АЦП , но АЦП есть АЦП ИМХО ОУ коректнее, за сим удаляюсь тревожить больше не намерен.

Такого, как у Вас, нет. Но... не работает. Проверил в LTspice.

[proxi]

Такого, как у Вас, нет. Но... не работает. Проверил в LTspice.

Wow congratulation
Nights When The Moon Comes Too Close
http://www.beatport.com/track/nights-when-...inal-mix/903616

[ViKo]

Работает вот такая схема. Слегка подправленная, от proxi. Правда, я не вижу преимуществ, как и у многих других, здесь предложенных, по сравнению с ФВЧ.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[VCO]

Работает вот такая схема. Слегка подправленная, от proxi. Правда, я не вижу преимуществ, как и у многих других, здесь предложенных, по сравнению с ФВЧ.

Здесь, как я понимаю, у ТС две основные проблемы с ФВЧ состоят в наличии дрейфа постоянной составляющей и в нежелании работать с переменным сигналом, поэтому вместо того, чтобы фильтровать колокол, а затем сажать его на постоянную подставку куда рациональнее убрать её с учётом дрейфа. Идеальным было бы решение цифровой фильтрации, если бы не нужна была только "верхушка айсберга", измеренная с минимальными искажениями и оптимальным разрешением. В случае аналогового ФВЧ существует опасность искажения колокола. Хотя, пробовать надо...

[ViKo]

Вот результат симуляции показанной выше схемы. Не колокол, но это не важно. Имеется то же смещение из-за вычитания постоянной составляющей. Чтобы избавиться от нее, нужны схемы привязки уровня, о которых уже говорилось.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Tanya]

Вот результат симуляции показанной выше схемы. Не колокол, но это не важно. Имеется то же смещение из-за вычитания постоянной составляющей. Чтобы избавиться от нее, нужны схемы привязки уровня, о которых уже говорилось.

А теперь... сделайте уровень - 16 вольт, а сигнал - 10 милливольт. Лучше - меандр.
И внимательно смотрим на полочку - 12-разрядным АЦП.

[ViKo]

А то, что предложил proxi, называется фазовый фильтр. У него усиление постоянное 1. А фаза меняется от 0 до -180 градусов.
А на ОУ можно сделать ФВЧ второго порядка, который подавит НЧ намного эффективнее.

А теперь... сделайте уровень - 16 вольт, а сигнал - 10 милливольт. Лучше - меандр.
И внимательно смотрим на полочку - 12-разрядным АЦП.

Не понял идеи. Приподнял сигнал на 4V, больше питание ОУ не даст. Что особенное мы должны там увидеть? ФВЧ...

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Tanya]

Не понял идеи. Приподнял сигнал на 4V, больше питание ОУ не даст. Что особенное мы должны там увидеть? ФВЧ...

То, о чем написано в 74 посте. Но и при 4 вольтах должно быть видно.

[ViKo]

ТС хочет измерить 10 милливольт 12-разрядным АЦП. Даже для 10-разрядного один квант будет около 10 микровольт.
Исходный уровень сигнала - около 10 вольт. Таким образом получается, что подпорку (подставку... компенсацию) нужно держать с точностью 1 ppm. И потенциометр должен быть...

После ФВЧ подставка равна нулю. Можно сделать качественный фильтр (высокого порядка), который подавит медленные дрейфы напрочь, и оставит полезный сигнал неизменным. Дальше остается сместить сигнал в диапазон работы АЦП. Там желателен ОУ с малым дрейфом смещения, подстроечник многооборотный тоже можно. Это постоянное смещение не имеет никакого отношения ко входному сигналу и способу его выделения. (Имеет, именно к способу... вот потому и надо перед АЦП поставить усилитель). АЦП и сам дрейфует, и опорное напряжение, и т.п. Так ведь и сигнал можно подать уже усиленный.

и в нежелании работать с переменным сигналом...

Большая часть предложенных схем так или иначе (в аналоге или цифре) превращает сигнал в чисто переменный. Желание ТС мне не понятно. Если оно есть.

[smk]

Дальше остается сместить сигнал в диапазон работы АЦП. Там желателен ОУ с малым дрейфом смещения, ...

Желание ТС мне не понятно. Если оно есть.

Так и поступаю. Про желания не пойму о чем речь.

Сейчас проблема в другом. Попытался сделать ФНЧ + ФВЧ. ФНЧ работает и к нему претензий нет. Проблема появилась именно на этапе подключения ФВЧ. На выходе ерунда какая-то. Генератором проверил, все красиво как и задумывал. Собственно вопрос а какой спектральный состав будет у колокола с длительностью 4 мсек и повторением с частотой 25 Гц ?

Попытался просимулировать - вывод такой: ФВЧ искажает форму и как это отразится на результатах измерения еще вопрос.

[Tanya]

После ФВЧ подставка равна нулю.

С какой точностью - вот в чем вопрос. To be, or not to be...

[ViKo]

С какой точностью - вот в чем вопрос. To be, or not to be...

С нужной. Определяет качество фильтра. Если полосы полезного сигнала и помехи отличаются, а в данном случае так и есть, то отфильтровать одно от другого можно с любой точностью. Кстати, выше показанную схему легким движением руки можно превратить в усилитель x100. А у AD8610 еще и ножки коррекции нуля имеются.
С другой стороны, ошибки подставки дальше фильтруются цифровым фильтром.
upd. С третьей стороны, медленные смещения добавятся как к верхушке колокола, так и к основанию его. Вычесть из первого второе - вот и полный размах колокола. Уже было написано давно.

Попытался просимулировать - вывод такой: ФВЧ искажает форму и как это отразится на результатах измерения еще вопрос.

У Вас ФНЧ не пропускает нужных высоких частот.

[Tanya]

С нужной.

ДеМонстрируйте.
Демонстрируйте.

[Herz]

С нужной. Определяет качество фильтра. Если полосы полезного сигнала и помехи отличаются, а в данном случае так и есть, то отфильтровать одно от другого можно с любой точностью.

Сильно. Для этого, наверное, нужен фильтр с любым качеством.

[ViKo]

ДеМонстрируйте.
Демонстрируйте.

На сколько децибел желаете подавить частоту 0.1 Hertz относительно 100 Hertz?

Сильно. Для этого, наверное, нужен фильтр с любым качеством.

Не угадали!

[Tanya]

На сколько децибел желаете подавить частоту 0.1 Hertz относительно 100 Hertz?

На 140. А почему 0.1? Давайте... давите... 10.

[ViKo]

На 140. А почему 0.1? Давайте... давите... 10.

Не дам, постоянная времени больше секунды, было написано...
Имеем примерно 10 октав, фильтр 4-го порядка, что на схеме smk, давит 24 dB/oct, итого 240 dB. Ну, там переходные области, туда-сюда... но ваши требования будут выполнены.

[smk]

У Вас ФНЧ не пропускает нужных высоких частот.

С генератора все что задумано пропускает. Может задумано не верно. Полоса получилась 250 Гц +/- 50 Гц по уровню примерно 3 Дб