преобразователь амплитуды в длительность, схема преобразователя амплитуды в длительность одиночных импульсов Опции

[longer]

здавствуйте.

задача есть. есть импульсы длительностью 1-5 мкс. амплитудой от 100 мВ до 5 В. частота 10 - 100 Гц.
необходимо иметь на выходе импульс номированной амлитуды с длительностью пропорциональной входной амплитуде.
вариан с АЦП не предлагать. не подходит...
что то в голову вообще не лезет как это в голове крутиться вариант заряжать емкусть входным сигналом по длительности разряда формирвать импульс . но что то я сомневаюсь ....

[Savrik]

Нормированной это заданной? Тогда компаратор?

[Прохожий]

...импульсы длительностью 1-5 мкс. амплитудой от 100 мВ до 5 В. частота 10 - 100 Гц.
необходимо иметь на выходе импульс номированной амлитуды с длительностью пропорциональной входной амплитуде.
вариан с АЦП не предлагать. не подходит...

Синхронный пиковый детектор+(АЦП+ШИМ)=пиковый детектор+МК.

[alexunder]

необходимо иметь на выходе импульс номированной амлитуды с длительностью пропорциональной входной амплитуде.

напрашивается что-то типа одновибратора, у которого времязадающий параметр регулируется амплитудой вх. импульсов. Если у 155АГ1 (74121) каким-то образом регулировать Rx в зависимости от амплитуды (напр., МДП-транзистором), а тактировать ее исходными импульсами (видимо, пропущенными через компаратор, чтоб довести до ТТЛ), то вполне может получиться желаемый результат.

[AlexeyW]

Синхронный пиковый детектор, а потом разряжать постоянным током, как Вы сами и сказали - все реализуется аналогово и достаточно точно.

[longer]

Синхронный пиковый детектор+(АЦП+ШИМ)=пиковый детектор+МК.

никакой цыфры .. тоесть никаких контроллеров

[Прохожий]

никакой цыфры .. тоесть никаких контроллеров

Это отчего же?
Пока обоснования не слышно.
Сюда прямо просится что-нибудь шестиногое вроде PIC10.
Кроме этого, на выходе Вы желаете импульсы, т.е. цифру...

[alexf]

На МК конечно оно проще выходит, но можно и чисто аналогово:

по фронту входного импульса включается тригер и одновременно запоминается пик (вернее когда пик будет достигнут).
Интегратор выдает линейно наростающее напряжение которое сравнивается с запомненым пиком. Как только сравняется, тригер сбрасывается и разряжается конденсатор от sample and hold. Время пока тригер был в "1" пропорционально амплитуде входного импульса.

[VCO]

Самое интересное то, что здесь цифровое решение может оказаться более точным и эффективным, чем любое аналоговое.
А при отсутствии данных по точности преобразования и диапазона рабочих температур сравнение методов неприемлемо.

[Microwatt]

Опять стоногий МК, АЦП в 20 разрядов и 100нс временем преобразования?
Нет, я бы докопал в направлении стартового поста. Пик-детектор через повторитель и далее - разряжать калиброванным током одновибратором. Чисто аналоговая схема.

[ViKo]

в голове крутиться вариант заряжать емкусть входным сигналом по длительности разряда формирвать импульс . но что то я сомневаюсь ....

Не сомневайтесь. Крутите эту мысль дальше. 100% успех. Только нужно, чтобы за самое короткое время конденсатор успел зарядиться до амплитудного значения напряжения. А разряжать лучше источником тока, чтобы наклон спада напряжения оставался постоянным. Дальше - компаратор.

[Herz]

Самое интересное то, что здесь цифровое решение может оказаться более точным и эффективным, чем любое аналоговое.
А при отсутствии данных по точности преобразования и диапазона рабочих температур сравнение методов неприемлемо.

Позволю себе усомниться. Аналоговое выглядит проще, дешевле и достаточно эффективным. Возможно, методы сравнивать преждевременно, но... что такого есть в "цифровом" решении, чего нет в аналоговом? АЦП - это тот же УВХ, компараторы, опора... Сформировать импульс нужной длительности как это делается в тех же интегрирующих АЦП - вообще не проблема. "Цифра" лишь добавит ошибок, связанных с дискретизацией.

[e-serg]

Может что то в таком роде? питание ОУ двух полярное.

[longer]

Это отчего же?
Пока обоснования не слышно.
Сюда прямо просится что-нибудь шестиногое вроде PIC10.
Кроме этого, на выходе Вы желаете импульсы, т.е. цифру...

такое условие заказчика

На МК конечно оно проще выходит, но можно и чисто аналогово:

по фронту входного импульса включается тригер и одновременно запоминается пик (вернее когда пик будет достигнут).
Интегратор выдает линейно наростающее напряжение которое сравнивается с запомненым пиком. Как только сравняется, тригер сбрасывается и разряжается конденсатор от sample and hold. Время пока тригер был в "1" пропорционально амплитуде входного импульса.

как тригер включиться на 100 мВ???

Не сомневайтесь. Крутите эту мысль дальше. 100% успех. Только нужно, чтобы за самое короткое время конденсатор успел зарядиться до амплитудного значения напряжения. А разряжать лучше источником тока, чтобы наклон спада напряжения оставался постоянным. Дальше - компаратор.

я так себе и представляю.. осталось это нарисовать и отмоделировать. спасибо что направили в правильное русло

Может что то в таком роде? питание ОУ двух полярное.

за схемку спасибо .. промоделирую скажу ...

[VCO]

Позволю себе усомниться. Аналоговое выглядит проще, дешевле и достаточно эффективным. Возможно, методы сравнивать преждевременно, но... что такого есть в "цифровом" решении, чего нет в аналоговом?

В цифровом решении прежде всего есть "мозги" (лишь при том условии, что они есть у разработчика цифрового варианта), кварц или кварцевый генератор, ведущий себя гораздо стабильнее любого конденсатора и представляющий из себя эталон времени. Осталось только получить нужный ИОН и дело в шляпе. Процесс калибровки может дополнительно повысить точность в диапазоне температур, во времени и в других воздействующих факторах. "Чиста" аналоговый метод этого может не дать.
Но в такой постановке задачи и в таком развитии её решения говорить о каком-то продолжении анализа задачи не имеет смысла...

[longer]

В цифровом решении прежде всего есть "мозги" (лишь при том условии, что они есть у разработчика цифрового варианта), кварц или кварцевый генератор, ведущий себя гораздо стабильнее любого конденсатора и представляющий из себя эталон времени. Осталось только получить нужный ИОН и дело в шляпе. Процесс калибровки может дополнительно повысить точность в диапазоне температур, во времени и в других воздействующих факторах. "Чиста" аналоговый метод этого может не дать.
Но в такой постановке задачи и в таком развитии её решения говорить о каком-то продолжении анализа задачи не имеет смысла...

в данной задаче есть ограниченное место (конструктивно) и экономический фактор. точность в данном случае 5-10% нужна.

[VCO]

в данной задаче есть ограниченное место (конструктивно) и экономический фактор. точность в данном случае 5-10% нужна.

Ну так бы сразу и сказали! Ну да, аналоговый метод отсечки напряжения заряда ёмкости компаратором по напряжению пикового детектора хорошо впишется с керамикой NP0 или плёнкой PPS в довольно широком диапазоне температур...

[Herz]

В цифровом решении прежде всего есть "мозги" (лишь при том условии, что они есть у разработчика цифрового варианта), кварц или кварцевый генератор, ведущий себя гораздо стабильнее любого конденсатора и представляющий из себя эталон времени. Осталось только получить нужный ИОН и дело в шляпе. Процесс калибровки может дополнительно повысить точность в диапазоне температур, во времени и в других воздействующих факторах. "Чиста" аналоговый метод этого может не дать.
Но в такой постановке задачи и в таком развитии её решения говорить о каком-то продолжении анализа задачи не имеет смысла...

В самом деле, логичнее чтобы они были у разработчика. А кварцевый генератор - совсем не обязательно "цифровой" атрибут. Да и автоматизация автору, как видно, не нужна.
Сейчас люди, похоже, просто перестают мыслить "аналогово"... Зачем какая-то схемотехника, если МК посчитает?

как тригер включиться на 100 мВ???

Есть такая штука - компаратор...

[VCO]

Сейчас люди, похоже, просто перестают мыслить "аналогово"... Зачем какая-то схемотехника, если МК посчитает?

Не в этом дело - хотелось понять суть преобразования! Теперь всё почти понятно, осталось только нелинейность заряда конденсатора скомпенсировать...
Неспособность анализа альтернативных методов мне тоже ни к чему, поэтому и призвал Вас не быть столь категоричным в осуждении цифровой альтернативы!

[ViKo]

Неспособность анализа альтернативных методов мне тоже ни к чему, поэтому и призвал Вас не быть столь категоричным в осуждении цифровой альтернативы!

Какое альтернативное решение? Опишите словами предлагаемый цифровой принцип.

[VCO]

Какое альтернативное решение? Опишите словами предлагаемый цифровой принцип.

Да какое угодно! Хотите - ШИМ, хотите - АЦП, не суть важно... Здесь лучше вписывается аналоговый метод, но это стало понятно по последнему ответу ТС!
Но если бы ему требовался метрологический преобразователь с высокой точностью преобразования, скажем, не менее 1%, он бы без цифры не подошёл...

[Microwatt]

Но если бы ему требовался метрологический преобразователь с высокой точностью преобразования, скажем, не менее 1%, он бы без цифры не подошёл...

Диапазон порядка 1% отлично обеспечивается аналоговыми преобразованиями. Да и ВСЕ более точные измерения делаются в конечном итоге аналоговыми цепями. АЦП и ЦАП в большей мере аналоговые узлы, чем цифровые.
Конечно, если после первичных преобразований нужно провести сложную обработку, то в цифре точность не снижается в такой мере, как в многоступенчатых аналоговых преобразованиях.
Всегда полезно поискать компромисс.
Иногда решения сложнейших вопросов достигаются очень экономичными аппаратными расходами, если разработчик имеет хорошую общую подготовку или просто не на чем больше сделать, но очень хочется.
Немецкая зенитная ракета с инфракрасным наведением образца 45г таки стреляла и сбивала. А схема - два двойных триода, четыре реле и два электродвигателя. Сколько сейчас МК в такой? А во Вьетнаме из американских ракет "воздух-воздух" до цели доходило только 11%. Поглупели конструкторы за 30лет, технология резко упала? Видимо, что-то другое и третье и десятое.

[ViKo]

Да какое угодно! Хотите - ШИМ, хотите - АЦП, не суть важно...

Хочу АЦП! Чтобы УВХ внутри него успело зарядиться до входного сигнала за 1us. Да еще чтоб не пропустило этот самый входной сигнал, пока программа работает.
А еще сильно хотелось бы, чтобы выходной сигнал не отставал хрен знает на сколько от входного импульса.

[VCO]

Хочу АЦП! Чтобы УВХ внутри него успело зарядиться до входного сигнала за 1us. Да еще чтоб не пропустило этот самый входной сигнал, пока программа работает.
А еще сильно хотелось бы, чтобы выходной сигнал не отставал хрен знает на сколько от входного импульса.

Да пожалуйста! Полно ADC типа Voltage to Frequency Converters не только у AD, а много ещё у кого. Критика аналого-цифровых и цифро-аналоговых методов напрасна, я сам уже понял, что нужно ТС и давно написАл... А по точности с "умными" цифровыми (аналого-цифровыми и цифро-аналоговыми) методами, да ещё в широком диапазоне температур простейшие преобразователи на двух-трёх транзисторах и конденсаторе не идут ни в какое сравнение. Для начала стОит посмотреть ТКЕ конденсаторов на минусовых температурах, затем на нелинейность кривой заряда конденсатора, чтобы понять бесперспективность таких методов. Все АЦП, построенные на заряде конденсаторов, требуют плёночных конденсаторов с низкими ТКЕ и абсорбцией. Поэтому советую автору внимательнее отнестись к выбору конденсатора даже для такой погрешности преобразования, как 5-10%

[ViKo]

Да пожалуйста! Полно ADC типа Voltage to Frequency Converters не только у AD

Я в пылу спора забыл указать "в микроконтроллере" А так-то их полно.
Только автору не частота нужна, а время. Вот померили мы напряжение. Дальше что? Формируем временной интервал микроконтроллером. Видите, в какого монстра превращается схема.

[VCO]

Я в пылу спора забыл указать "в микроконтроллере" А так-то их полно.
Только автору не частота нужна, а время. Вот померили мы напряжение. Дальше что? Формируем временной интервал микроконтроллером. Видите, в какого монстра превращается схема.

Так можно же наоборот: На пиковый или амплитудный детектор пришёл импульс с какой-то амплитудой, передним импульсом которого мы одновременно запустили выходной импульс и ШИМ, наполняющий зарядом конденсатор на одном входе компаратора, к другому входу которого и подключён вышеупомянутый детектор. Переключением компаратора выключаем выходной импульс. Алгоритм ШИМ компенсирует нелинейность и дискретность с довольно высокой точностью. Задержка - ноль целых хрен его знает десятых такта микроконтроллера. Точность преобразования высокая, при этом всё можно запихнуть в один микроконтроллер, откалибровать и периодически корректировать.

[ViKo]

Так можно же наоборот:
Задержка - ноль целых хрен его знает десятых такта микроконтроллера.

Шим еще отфильтровать надо, чтобы постоянное напряжение получить. В то же время, ШИМ должна перебрать все напряжения, пока пиковый детектор держит входной сигнал. И уложиться в интервал приходящих импульсов. 10ms. Для 1% разрешения нужен шаг изменения ШИМ менее 100us.
Шаг выходного импульса будет определяться временем перехода с одного значения ШИМ на следующее.
А когда импульс сформирован, пиковый детектор еще обнулить нужно.
В-общем, можно и так

[jam]

в данной задаче есть ограниченное место (конструктивно) и экономический фактор. точность в данном случае 5-10% нужна.

Тогда сделайте интегратор с насыщением, у него длительность импульса пропорциональна входному заряду. Конечно получится ничуть не дешевле , чем микроконтроллер, но зато это то , что Вам хотелось.