Прецизионный преобразователь напряжения в частоту. Опции

[Quantum1]

Всем привет!

В чем идея, есть некое условно постоянное напряжение в диапазоне к примеру от 23 до 26 В. информацию о нем нужно передавать каждую 1-2 микросекунды через гальваническую развязку. Про саму развязку все понятно и тривиально, а вот с измерениями.... Мне видится самый очевидный вариант использовать преобразователь напряжение - частота, т.е. приемная сторона (проц) просто считает число импульсов за каждую микросекунду. НО тут есть сложность... Для требуемой дискретности измерения - 0,15 В, за микросекунду на процессор должно придти условно 1 импульс при 23,15В, и 20 импульсов при 26 В. Т.е. за микросекунду максимальное количество импульсов 20, т.е. длительность каждого 50 нс, т.е. частота от 1 МГц и до 20МГц. Добавим к этому веселости, что все это должно быть в военном температурном диапазоне и ессесно на нашей элементной базе*)))

Я, ествественно, ничего готового не жду, но может кто-нибудь поделится опытом или подкинет ссылочку на литературу или еще что о подобных прецизионных и высокочастотных преобразователях, да еще с обрезаным диапазоном*)

Заранее большущее спасибо!

Сообщение отредактировал Quantum1 - Jan 22 2014, 19:31

[Plain]

Задача похожа на надуманную — измерять постоянное напряжение с частотой 1 МГц настолько нищим микроконтроллером, у которого нет такого примитива, как АЦП.

[Егоров]

Тут "вырезать - обрезать диапазон" аккуратно за 1 мкс уже попыхтеть есть над чем, мимоходом такие узлы не получаются. А Вы еще и измерить с гальваноразвязкой на транзисторах МП26Б.
Сложно. Микросекунды нужно менять на секунды или хоть миллисекунды.

[Quantum1]

Задача похожа на надуманную — измерять постоянное напряжение с частотой 1 МГц настолько нищим микроконтроллером, у которого нет такого примитива, как АЦП.

В МК все есть, прочитайте еще раз внимательно, когда появится способ прямой работы АЦП по воздуху, приму ваш комментарий.

Тут "вырезать - обрезать диапазон" аккуратно за 1 мкс уже попыхтеть есть над чем, мимоходом такие узлы не получаются. А Вы еще и измерить с гальваноразвязкой на транзисторах МП26Б.
Сложно. Микросекунды нужно менять на секунды или хоть миллисекунды.

при чем тут МП26 то?
Может я не верно выразился, задачи обрезать никакой нет. По сути задача сводится что бы в некотором диапазоне в 2-3 вольта, происходило линейное увеличение частоты с 1 до 20МГц.
пусть в не этого диапазона напряжений он тоже что то там стучит, причем что угодно, все равно измеряться это уже не будет

Задача нестандартная, согласен, иначе я бы здесь не писал, но и ничего невозможного тут вижу.

Сообщение отредактировал Quantum1 - Jan 23 2014, 03:07

[domowoj]

В МК все есть, когда появится способ прямой работы АЦП по воздуху, приму ваш комментарий.

А опторазвязку нельзя применить?

По сути задача сводится что бы в некотором диапазоне в 2-3 вольта, происходило линейное увеличение частоты с 1 до 20МГц.

Почему именно 1...20МГц?

[Егоров]

при чем тут МП26 то?
Может я не верно выразился, задачи обрезать никакой нет. По сути задача сводится что бы в некотором диапазоне в 2-3 вольта, происходило линейное увеличение частоты с 1 до 20МГц.

МП26Б - из элементной базы в распоряжении разработчика не густо, как понимаю.
Задачи обрезать в явном виде нет, но она обязательно возникнет под названием "нормировать входной сигнал".
Участок этот (2-3 вольта) нужно из 20 вольт вырезать и растянуть на всю шкалу. Потом уже подавать на какой-то АЦП, ПНЧ и т.д.

[Garynych]

Посмотрите на AD652, возможно наведет на мысли как решить Вашу задачу.
AD652

[Tanya]

Почему именно 1...20МГц?

Автор хочет иметь одно измерение за одну микросекунду. Ему поможет ШИМ на частоте 1 МГц. Я так думаю.

[_Vova]

цена вопроса: 3/0.15=20 компараторов, 20 оптронов ну и...сдвиговый регистр, если у МК ножек мало, все это "на нашей элементной базе" соорудить можно ))

[Tanya]

цена вопроса: 3/0.15=20 компараторов, 20 оптронов ну и...сдвиговый регистр, если у МК ножек мало, все это "на нашей элементной базе" соорудить можно ))

А зачем так много оптронов?

[_Vova]

А зачем так много оптронов?

подразумевалось, что зато можно медленные

[stells]

В МК все есть

а какой у Вас МК?

[Plain]

Задача похожа на надуманную — измерять постоянное напряжение с частотой 1 МГц настолько нищим микроконтроллером, у которого нет такого примитива, как АЦП.

В МК все есть, прочитайте еще раз внимательно, когда появится способ прямой работы АЦП по воздуху, приму ваш комментарий.

Перечитал внимательно 10 раз первоначальное сообщение темы — аббревиатуры "АЦП" ни открытым текстом, ни исчезающими чернилами, ни ещё как — не вижу.

[Guest_TSerg_*]

В неявном виде присутствует ( измерение, дискретизированное по частоте и уровню ), ну и ПНЧ - это тоже часть АЦП.

[iosifk]

Всем привет!

В чем идея, есть некое условно постоянное напряжение в диапазоне к примеру от 23 до 26 В. информацию о нем нужно передавать каждую 1-2 микросекунды через гальваническую развязку.

я вижу только, что нужна следящая система...
Т.е. можно сделать канал обратной связи и гонять только "разность"... Да, будет ограничение по скорости нарастания, но о ней не говорилось...
Итак, два канала. По одному - разность, по другому медленно - синхронизация, чтобы счетчик на первичной не ушел от счетчика на вторичной..

[V_N]

информацию о нем нужно передавать каждую 1-2 микросекунды через гальваническую развязку. Про саму развязку все понятно и тривиально, а вот с измерениями.... Мне видится самый очевидный вариант использовать преобразователь напряжение - частота, т.е. приемная сторона (проц) просто считает число импульсов за каждую микросекунду. НО тут есть сложность... Для требуемой дискретности измерения - 0,15 В,

А можно Так сформулировать задачу : надо оцифровать входной сигнал величиной от 23 до 26 В с частотой дискретизации 1- 0,5 мГц и разрешением
0,15 В.
Для решения задачи вам понадобится АЦП с разрядностью > 8 и скорость 1 Msps и последовательным интерфейсом например ADC081S101

[prig]

...
Задача нестандартная, согласен, иначе я бы здесь не писал, но и ничего невозможного тут вижу.

Абсолютно стандартная:
-выбор АЦП (вне зависимости от того, как он называется и реализуется).
-номализация сигнала с учётом применяемого АЦП
-гальваноразвязка

То, что у Вас это выглядит как изобретение велосипеда АЦП, сути дела не меняет.

При сегодняшних реалиях, делать что-то типа ПНЧ на рассыпухе особого смысла не имеет.
Подобрать дешёвенький интегральный АЦП с подходящим интерфейсом - не такая большая проблема.

[domowoj]

При сегодняшних реалиях, делать что-то типа ПНЧ на рассыпухе особого смысла не имеет.
Подобрать дешёвенький интегральный АЦП с подходящим интерфейсом - не такая большая проблема.

Как раз проблема, если ТС упоминал

Добавим к этому веселости, что все это должно быть в военном температурном диапазоне и ессесно на нашей элементной базе

[Quantum1]

По поводу АЦП.

Если бы его можно было ставить то я даже и мыслей не обзавелся что то еще искать*)

Но есть один момент.
АЦП средней паршивости имеет возможность измерить напряжение за 1 мкс, но не имеет возможности(т.е. быстрого интерфейса) успеть это еще и передать через гальваническую развязку, а проц еще и обработать итд... короче за 1 мкс должно быть не только измерение, но и ПРИНЯТИЕ решения процом на основе результата. При использовании непосредственного счета или как тут правильно выразились измерения длинны 1 импульса счетчиком проца (проц работает на 75-100 МГц), вполне позволяет за 1 мкс решить мою задачу.
Отечественные АЦП кстати вполне есть но по причине выше сказанного подойти не могут.

Автор хочет иметь одно измерение за одну микросекунду. Ему поможет ШИМ на частоте 1 МГц. Я так думаю.

Согласен вполне! Это как раз второй вариант который я прорабатываю, но пока еще только поверхностно. Тут нужен точный и термостабильный интегратор на мои частоты, если кто то подкинет его идею буду очень признателен!

[Plain]

за 1 мкс должно быть не только измерение, но и ПРИНЯТИЕ решения процом на основе результата

Тучи сгущаются:

нужно передавать каждую 1-2 микросекунды

Т.е. в начале темы было 2 мкс, а теперь и 1 мкс мало, требуются первоначально же и озвученные 50 нс, иначе процессор (без таки набортного АЦП) не успеет принять некое решение насчёт, напоминаю, всё того же постоянного напряжения.

[Quantum1]

Тучи сгущаются:

Т.е. в начале темы было 2 мкс, а теперь и 1 мкс мало, требуются первоначально же и озвученные 50 нс, иначе процессор (без таки набортного АЦП) не успеет принять некое решение насчёт, напоминаю, всё того же постоянного напряжения.

ДА ЕСТЬ АЦП В ПРОЦЕ! причем целых 2!
написано же 1-2 микросекунды. Не пойму придирок. даже за 2 микросекунды данная задача не решается с помощью простого АЦП! Измеряемая и измерительная цепь РАЗВЯЗАНА ГАЛЬВАНИЧЕСКИ! Как его можно ТОЧНО мерить бортовым АЦП? Напряжение !условно! постоянное, я именно так и писал. Т.е. меняется монотонно и медленно(но не бесконечно медленно) по сравнению с измерительной частотой.

Сообщение отредактировал Quantum1 - Jan 23 2014, 18:55

[Plain]

Измеряемая и измерительная цепь РАЗВЯЗАНА ГАЛЬВАНИЧЕСКИ! Как его можно ТОЧНО мерить бортовым АЦП?

Обыкновенно, как всегда и делали в таких областях — трансформатором.

[domowoj]

Напряжение ... меняется монотонно и медленно(но не бесконечно медленно) по сравнению с измерительной частотой.

Странная задача.
Может подробней объясните зачем.

[V_N]

АЦП средней паршивости имеет возможность измерить напряжение за 1 мкс, но не имеет возможности(т.е. быстрого интерфейса) успеть это еще и передать через гальваническую развязку, а проц еще и обработать итд... короче за 1 мкс должно быть не только измерение, но и ПРИНЯТИЕ решения процом на основе результата.

При скорости SPI 40 мГц отправить 10 бит это 0,25 мкс

При использовании непосредственного счета или как тут правильно выразились измерения длинны 1 импульса счетчиком проца (проц работает на 75-100 МГц), вполне позволяет за 1 мкс решить мою задачу.

Вы считаете что использование преобразователя напряжение - частота и счетчика вы сможете измерить напряжение за время 50 нс (длительность одного импульса) ?

[Quantum1]

При скорости SPI 40 мГц отправить 10 бит это 0,25 мкс

Отлично теперь покажите отечественный АЦП с SPI на 40 МГц, или хотя бы !импортный! контроллер, к примеру, из cortex ов, где есть приемо\передатчик на таких скоростях, про наши я не говорю.
SPI на нашем проце есть но его скорость на порядок меньше указаной цифры.

Вы считаете что использование преобразователя напряжение - частота и счетчика вы сможете измерить напряжение за время 50 нс (длительность одного импульса) ?

нет, одиночный импульс длинный от 50 нс и до 1мкс, тут выше говорили про ШИМ, собственно поддержал эту мысль.

Странная задача.
Может подробней объясните зачем.

без проблем есть некая конденсаторная установка состоящая из нескольких гальванически развязанных частей ее постепенно заряжают, в процессе работы может потребоваться дозарядка до большего напряжения или подразрядка, это задается програмно. наша задача контролировать напряжение на всех частях.

Сообщение отредактировал Quantum1 - Jan 24 2014, 02:57

[_Vova]

Напряжение !условно! постоянное, я именно так и писал. Т.е. меняется монотонно и медленно(но не бесконечно медленно) по сравнению с измерительной частотой.

Если известно, что процесс изменяется с конечной скоростью, почему возникает необходимость настолько частых измерений?
и, раз уж МК так часто нужно принимать решение, можно производить измерения с достаточным периодом = разрешение/скорость, а остальное время полагать, что ничего не изменилось?

[V_N]

Отлично теперь покажите отечественный АЦП с SPI на 40 МГц, или хотя бы !импортный!

AD7091

импортный! контроллер, к примеру, из cortex ов, где есть приемо\передатчик на таких скоростях, про наши я не говорю.

STM32F407xx например