Слежение за резонансной частотой и фазой измеряемого объекта ФАПЧем, Поделитесь добрым советом Опции

[stoker]

Есть сигнал - синус, который выходит с ЦАПа (выход DDS), подаётся на объект(на основе кварца), далее на выходе из объекта сигнал нормируется, фильтруется и оцифровывается. Резонанс каждого объекта имеет разброс в широком диапазоне частот от 30КГц до 1Мгц. При нахождении резонанса объекта, включается ФАПЧ и следит за резонансной частотой объекта. При этом выдаёт 2 параметра текущая частота и фаза объекта во времени, а объект тем временем, подвергается всякого рода внешним воздействиям. Ширина полосы изменения резонансной частоты не более 50-100Гц. В аналоге никаких математических преобразований не делаю, работаю полностью с цифрой. Из аппаратной части имею: DSP, FPGA, DAC, ADC. DDS реализован в ПЛИС, разрешение по частоте – 2,3мГц, но при реализации ФАПЧ возникли вопросы.
Как оптимально можно реализовать цифровой ФАПЧ, а именно фазовый детектор сигнала приходящего с АЦП и цифрового, с выхода DDS, используя премудрости ЦОС? Есть ли смысл работать полностью с аналитическим сигналом, реализовывать FFT? Какие блоки стоит использовать в FPGA, а что поручить DSP? В ЦОСе серьёзно я только начинаю разбираться, так что не пинайте.

[DS]

Ну так там все разжевано как раз про то, что Вы спрашиваете, от и до. У Вас перед глазами формулы и картинки, а здесь я даже руками для понятности не могу размахивать - Вы не увидите.
Могу только еще добавить, что надо иметь возможность работать как по изменению диссипативной компоненты (она же добротность), так и упругой (она же частота или фаза). Дело в том, что бывают разные типы поверхности. Обычные, да на которых еще и дерьмецо осесть успело из воздуха, сканируются по изменению добротности - благо она всегда имеет определенный знак производной. Т.е. чем сильнее зонд давит на поверхность, тем больше потери.
Но чистые твердые поверхности, на которых обычно и находятся интересные для изучения образцы, практически не влияют на добротность, пока игла не начнет ломаться. Их можно сканировать практически только по изменению частоты. Но и тут сложность - при увеличении силы давления сначало частота растет, потом начинает резко падать. Т.е. знак производной менятся. Система обратной связи должна это отслеживать, поскольку работать реально можно только на том участке, где производная положительна.

Самому пытаться воспроизвести за короткое время систему с запиткой током не советую. Она только на бумажке кажется простой, на деле вы имеете дело с наноамперами и долями микровольт. Кроме того, серьезных преимуществ можно добиться только когда она вся целиком сделана как надо, иначе заказчику придется вместе с прибором брать и Вас на работу, чтобы Вы все время около него стояли и чего-нибудь подкручивали и допаивали.
Так что, если будете делать сами, делайте классику по Karrai, она проще несравненно. А за зонды ведь все равно заказчик будет платить, а не Вы. У меня нужные статьи только в бумажном виде сейчас есть. Если будет сегодня время, качну электронные версии, перешлю.

[stoker]

Огромное спасибо за помощь!