Измерение амплитуды переменного напряжения Опции

[UralAlex]

Добрый день, форумчане!

Посоветуйте, пожалуйста, какой лучше использовать подход для решения следующей задачи:
необходимо измерять изменение амплитудного значения переменного синусоидального сигнала, амплитуда около 10 В (размах 20 В), изменения амплитуды около 100 мВ (это изменение и необходимо измерять), необходимая разрешающая способность 0,3 мВ, частота сигнала 3 кГц, могут быть высокочастотные шумы, выходное сопротивление источника сигнала 500 Ом. Питание схемы однополярное 3-5 В.
Посоветуйте, ставить делитель на входе или пробовать сдвинуть сигнал и, тем самым, не потерять в чувствительности?
Первоначально предполагал сделать так: делитель (резистивный), дифференциальный усилитель (или инструментальный усилитель для преобразования дифференциального сигнала в сигнал с общей землей), ФНЧ, повторитель на ОУ (для согласования уровней), АЦП. Цифровать ли сигнал полностью (накладывается ограничение на скорость АЦП) и определять максимум, или организовать пиковый детектор на аналоговой схемотехнике и цифровать постоянный уровень? Какому из подходов отдать предпочтение? Может есть еще варианты? Раньше мне не приходилось фиксировать небольшие изменения на фоне больших сигналов, поэтому опыта нет. Прошу помощи.
Заранее благодарю за ответы.

[Plain]

У меня сигнал соответствует заданному Вами в первом сообщении темы.

[UralAlex]

У меня сигнал соответствует заданному Вами в первом сообщении темы.

Ясно. Почему-то не получалось запуститься с LTC6244, поменял на AD8551, схема запустилась...
Правильно ли я понял, что на выходе U5 (по Вашей схеме) амплитуда сигнала может изменяться в диапазоне от 1,65 до 3,3 В (для Rail-to-Rail ОУ)?
Это и будет рабочим диапазоном?

Прерываться можно по слегка отфильтрованному падению в насыщение ОУ ПД

Не могли бы Вы пояснить, что значит прерываться? Для чего: оцифровки сигнала?
И что такое "по слегка отфильтрованному"? Где подразумевалось фильтровать сигнал?

[Plain]

Правильно ли я понял, что на выходе

Нет, все ОУ выдают полный размах питания.

Схема настроена R11 на приведение вершины синуса 10 В к уровню 1,65 В на выходе U4.

ЦАП V5 подстраивает этот сдвиг в отношении R9/R10=1:10, т.е. в диапазоне ±165 мВ, однако, исходя из недавно поступившей информации, Ваши первоначальные "около 10 В" конкретно выразились в ±1,5 В, следовательно, вес ЦАП'а V5 требуется увеличить примерно на порядок, т.е. уменьшить R10 до 100 кОм, а диапазон подстройки, соответственно, теперь будет ±1,65 В. Также пропорционально снижаются и требования к точности основного веса сумматора, т.е. R11 может быть 20 кОм, или типа того.

что значит прерываться? Для чего: оцифровки сигнала?

Естественно. Если U6 достаточно быстродействующий для того, чтобы успевать отрабатывать ВЧ-составляющие сигнала, то если взять (компаратором, само собой) сигнал прерывания непосредственно с него, то их получится несколько, и не тогда, когда требуется, т.е. заведомо после окончательного заряда C2 до реальной амплитуды, а раньше, поэтому между ним и компаратором и необходим небольшой фильтр.

И насчёт вышеупомянутых возражений участников, что в схеме не отражены Ваши опасения насчёт этих ВЧ-составляющих — соответствующий ФНЧ требуемого порядка можно воткнуть между U4 и U5.

От U6, как следует из теории ПД, требуется устойчивость работы на ёмкость, т.е. он из категории буферов.

Итого, зашли в прерывание, оцифровали, затем ножкой МК немного разрядили C2, после чего пересчитали текущий средний уровень и с наименьшей ошибкой вернули его к нулю, соответствующе подкрутив ЦАП.

[blackfin]

.. в схеме не отражены Ваши опасения насчёт этих ВЧ-составляющих — соответствующий ФНЧ требуемого порядка можно воткнуть между U4 и U5.

И есть еще опасения на счет выходного сопротивления источника сигнала.

То есть, если оно и в самом деле равно 500 Ом с абсолютной точностью: 10⁺⁵ * 3*10^-5 = 3 Ома, то проблем нет.

А если оно зависит от температуры, напряжения и "чего-то там еще", и его точность ограничена обычными 5%, то входного сопротивления ФНЧ равного 100 кОм может и не хватить..

Все эти проблемы, КМК, решены в АЦП со встроенным AFE: ADS8681.