Посчитать заряд поточнее Опции

[=AK=]

Поэтому за цикл подачи напряжения мне желательно знать интеграл тока, ака заряд, за один такой импульс (5 Гц) для принятия решение о величине и длительности следующего подаваемого импульса. Поэтому полный заряд - важнейжая характеристика - итоговый выход прибора, а интеграл за период подачи импульса надо знать чтобы оценить что подавать в следущий цикл.

ПНЧ прекрасно укладывается в задачy. Никто не заставляет вас считывать значение счетчика один единственный раз.

В самом начале запомните начальное значение счетчика, оно потом понадобится для вычисления полного интегралa заряда.

В начале каждого частного интервала запомните начальное значение счетчика. В конце частного интервала запоминаете текущее значение счетчика, вычитаете из него начальное значение (для частного интервала), получаете то, что успело наинтегрироваться за этот интервал. Делите на длительность частного интервала, получаете скорость накопления заряда на частном интервале, хоть и не очень точно, но оперативно - "чтобы оценить что подавать в следущий цикл".

А общий заряд продолжает интегрироваться. Через минуту (или сколько там) вы считаете конечное значение, вычтите самое начальное и получите точный интеграл за полный период.

[Евгений Германов...]

Вроде начинаю понимать, что Вы имеете ввиду. Я думаю что о точности подсчета интеграла, иначе при чем здесь ширина импульса.
Полностью согласен, что число импульсов должно быть достаточно, что бы реализовать точность ПНЧ. Отсюда собственно и выбирается частота (крутизна) преобразования. Но увеличение числа импульсов сверх минимально необходимого не приведет к увеличению точности определения интеграла (собственно это борьба за последний (в пределах точночти) значащий раряд), поскольку ПНЧ - реальный, и обладает погрешностью.
В случае ПНЧ без погрешностей имеем бесконечную точность на бесконечном времени.
Я правильно понял или опять уехал нитуда?

Абсолютно правильно.
Однако если забыть о ПНЧ и интеграторе и взять маленький 8 выводной АЦП с частотой в 100КГц и разрядностью бит10-12 то для полного и всеобъемлющего счастья больше ничего не надо.За исключением преобразователя ток-напряжение.Я посоветовал бы автору подумать что проще и дешевле.

[Tanya]

ПНЧ прекрасно укладывается в задачy. Никто не заставляет вас считывать значение счетчика один единственный раз.

В самом начале запомните начальное значение счетчика, оно потом понадобится для вычисления полного интегралa заряда.

В начале каждого частного интервала запомните начальное значение счетчика. В конце частного интервала запоминаете текущее значение счетчика, вычитаете из него начальное значение (для частного интервала), получаете то, что успело наинтегрироваться за этот интервал. Делите на длительность частного интервала, получаете скорость накопления заряда на частном интервале, хоть и не очень точно, но оперативно - "чтобы оценить что подавать в следущий цикл".

А общий заряд продолжает интегрироваться. Через минуту (или сколько там) вы считаете конечное значение, вычтите самое начальное и получите точный интеграл за полный период.

Наши с Вами (подходы) предложения очень похожи. Однако, имеется существенное отличие. В Вашей системе необходимо иметь конденсатор с очень стабильными параметрами, а в моем - нет. Разница в том, что я предлагала разряжать конденсатор интегратора эталонным стабильным токовым импульсом обратной полярности, который вычисляется прикидочно по напряжению (АЦП - бесплатный). При этом напряжение на конденсаторе намного меньше (почти ноль) - следовательно влияние сопротивления утечки тоже, дрейф емкости тоже очень сильно ослабляется. Мертвого времени интегратора тоже нет - он интегрирует и полезный сигнал и компенсирующий одновременно.

[tyro]

Точное значение заряда получится за большой период интегрирования, чем больше - тем лучше, тем точнее. Несколько минут - очень хорошо. А если все сбрасывать каждую пару сотен миллисекунд, такой точности не будет.

Если Вы имеете ввиду (без всяких дополнительных оговорок и пояснений) то, что выделено жирным шрифтом, то это очень сильное утверждение.
Точность представления интеграла определяет точность ПНЧ, а не разрядность счетчика (период интегрирования) (при условии что число его разрядов достаточно для предоставления результата с заданной точностью). По моему это очевидно: -Если точность ПНЧ - х%, то и точность интеграла (т.е. суммы) не может быть лучше х%

А "старт-стоп" - это моменты времени, когда значения считываются с накапливающего счетчика в мк, который интегрирует ПНЧ. В момент "старта" считали и запомнили, в момент "стопа" считали и вычли то, что было при "старте", ничего не сбрасывая.

А зачем такие сложности, в мк - суммируем, счетчик сбрасываем -имеем всю информацию без всяких вычитаний и лишних связей с излишними разрядами счетчика?

Абсолютно правильно.
Однако если забыть о ПНЧ и интеграторе и взять маленький 8 выводной АЦП с частотой в 100КГц и разрядностью бит10-12 то для полного и всеобъемлющего счастья больше ничего не надо.За исключением преобразователя ток-напряжение.Я посоветовал бы автору подумать что проще и дешевле.

Есть мнение, что счастие если и будет,то трудным, добытым в муках.
Посотрите на предлагаемый динамический диапазон. А если и точность нужна такая-же?

[=AK=]

Точность представления интеграла определяет точность ПНЧ, а не разрядность счетчика (период интегрирования) (при условии что число его разрядов достаточно для предоставления результата с заданной точностью). По моему это очевидно: -Если точность ПНЧ - х%, то и точность интеграла (т.е. суммы) не может быть лучше х%

Для хорошо сконструированной системы погрешность скорей всего будет определяться шумами датчика, а не нелнейностью ПНЧ. При увеличении длительности интегрирования "шумовая" погрешность будет уменьшаться.

А зачем такие сложности, в мк - суммируем, счетчик сбрасываем -имеем всю информацию без всяких вычитаний и лишних связей с излишними разрядами счетчика?

МК проделает эту "сложную" (для вас) работу быстро, качественно, без "качания прав", т.е. без требований выделения немеряных ресурсов.

[Евгений Германов...]

Если Вы имеете ввиду (без всяких дополнительных оговорок и пояснений) то, что выделено жирным шрифтом, то это очень сильное утверждение.
Точность представления интеграла определяет точность ПНЧ, а не разрядность счетчика (период интегрирования) (при условии что число его разрядов достаточно для предоставления результата с заданной точностью). По моему это очевидно: -Если точность ПНЧ - х%, то и точность интеграла (т.е. суммы) не может быть лучше х%

А зачем такие сложности, в мк - суммируем, счетчик сбрасываем -имеем всю информацию без всяких вычитаний и лишних связей с излишними разрядами счетчика?
Есть мнение, что счастие если и будет,то трудным, добытым в муках.
Посотрите на предлагаемый динамический диапазон. А если и точность нужна такая-же?

Смотрю,автор желал 16 бит(см его первое сообщение),если предположить,что он погорячился,то счастье рядом(12 бит),если нет то ads8325 (16 бит 6.667мкСек) и все равно рядом .Я думаю можно поискать и параллельное АЦП.Кстати у вашего любимого ПНЧ какой диапазон?Кроме того вы не учитываете его фразу о знании параметров импульса.При этом возможно увеличить динамический диапазон за счет изменения коэф усиления усилителя.Кстати все мы,и ,похоже,автор тоже, ничего не знаем о сигнале.

[tyro]

Кстати у вашего любимого ПНЧ какой диапазон?

При максимальном входном сигнале,частоте 250 КГц, напряжении питания > 5.25 вольт:
динамический диапазон - 80 db
максимальные:
нелинейность 0.1%
максимальная погрешность градуировки (full-scale calibration error) - 0.1%/V

Для хорошо сконструированной системы погрешность скорей всего будет определяться шумами датчика, а не нелнейностью ПНЧ.

Я бы сказал несколько иначе: Для хорошо сконструированного ПНЧ его погрешности не будут влиять на погрешности работы системы в которую он встроен.

[Dog Pawlowa]

MSP430 позволяет запросто получить 100 отсчетов на 10 мс.
Народ мощность импульсов лазера оцифровывает.
Стоит ли бодаться с интегрированием?

[Stanislav]

Извиняюсь за поднятие темы - на форуме долго отсутствовал, а заинтересовало...

Задачка такая... Есть импульсы тока, по форме близки к прямоугольным. (импульсы генерю я, то есть знаю их привязку по времени) Длительность до 200 мс, период повторения 300 мс. Пока не знаю, в каких пределах будет варьироваться ток, но не суть важно. Вопрос как поточнее получить его интеграл. В делах этих я новичок, но разобраться охота. Интеграл надо считать за большой период времени - до нескольких минут...

На мой взгляд, наилучший способ здесь один - оцифровывать сигнал как можно "ближе" к датчику, а затем суммировать результаты в цифрЕ. Любые "аналоговые" подходы при отсутствии опыта работы в данной области приведут только к ухудшению результата.

...Чисто цифровой метод думаю не стоит, т.к чтобы достаточно точно оцифровать этот импульс потребуется приличная частота семплирования, что плохо совместимо с высокоразрядным АЦП...

Очень даже неплохо сочетается.

...Пока мысль такая - ставлю интегратор. Перед подачей импульса его сбрасываю, измерею дельта-сигмой 16 битной какой нибудь напряжение на его выходе (ну там всякие смещения да дрейфы чтобы обнулить.. наверное..), потом подаю этот имульс, и в конце цикла опять спокойно измеряю напряжение на интеграторе...

Простите, а почему бы, например, просто не измерять напряжение с датчика тока дельта-сигмой?

...Перед подачей импульса его сбрасываю, измерею дельта-сигмой 16 битной какой нибудь напряжение на его выходе (ну там всякие смещения да дрейфы чтобы обнулить.. наверное..), потом подаю этот имульс, и в конце цикла опять спокойно измеряю напряжение на интеграторе. Результат запоминаю, интегратор сбрасываю и так далее..

Автокоррекция - вещь правильная. Только, имхо, для решения данной задачи лишний (сиречь, предлагаемый Вами) интегратор вовсе не нужен.

Но по факту этот вариант лучше, чем тупая оцифровка самого сигнала, без предварительного краткосрочного аналогового интегрирования ?

Не факт. Оцифровка не сигма-дельтой тоже может быть применена. Правда, её нужно делать аккуратно.

Зачем в минуты ? Я же и написал - интегрирую только один импульс, потом замеряю приращение и обнуляю. Просто в чисто цифровом методе мне не нравится, что для хорошей точности мне и частоту придется иметь хорошую, скажем для 0.01 процента уже 50 кГц.

Нет, не так. Частота дискретизации "честным" (не сигма-дельта) АЦП может быть выбрана гораздо меньшей. Только на входе этого АЦП нужно поставить RC-фильтр с тау порядка 10 мС для сигнала с Вашими параметрами.
14 бит на 50 кГц получали ещё даже не в конце 20-го века. Вот, например, посмотрите что делают сейчас.
О точности в 0,01% лучше забудьте сразу - это серьёзная, кропотливая и небыстрая работа для специалистов высокой квалификации (не в обиду). Кроме того, потребуются дорогие прецизионные приборы и компоненты. Себестоимость продукта выйдет соответствующей.

...А получить на 50 кгц чистых 14 бит... ну не знаю.. может и несложно, но я в основном с медленными ацп типа AD7705 работал.. Хотя может и стоит подумать о прямой оцифровке.... Собственно в этом и вопрос - что лучше то ?

На мой взгляд, альтернатива - это либо "честный" АЦП, либо сигма-дельта, прямо на датчике тока (ну, возможно, ещё с нормирующим усилителем, но лучше без него, если сигнал достаточно сильный).

...Полистирол пойдет от Epcos полагаю ?

Насколько мне известно, наиболее подходящие для интеграторов из доступных на сей день - полифениленсульфидные (PPS, можно найти у AVX, Panasonic, etc). Только лучше не заморачивайтесь на эту тему - по-моему, это лишнее.

Велосипед Ваш неправильный... В духе Вашей идеи (сбрасывать конденсатор) надо делать самопальный (раз уж Вы заикнулись про это слово" - сигма-дельта") АЦП. Тогда и выбор конденсатора не столь критичен... за малое время емкость не уплывет (да и пусть плывет, только бы не было утечки), на нелинейность наплевать и забыть... и проч. и проч...

Tanya, простите, но хорошо ли понимаете Вы то, о чём здесь пишете?
Основа любого сигма-дельта АЦП (точнее, модулятора) - интегратор, в котором к качеству конденсатора предъявляются практически такие же высокие требования, как и в "обычном" интеграторе со сбросом (утечка, абсорбция, и т.д.). Так что сии весчи весьма эквивалентны есмь.
А огород городить незачем - в штатных сигма-дельта всё это уже сделано. На кристалле. И интеграторы, и "компораторы". Ручками на коленках подобное вряд ли соорудить получится.

...Иными словами, Вы одной рукой туда (в конденсатор) загоняете неизвестный (а если примерно известно, то еще лучше..) имульс тока, а другой - известный, но обратной полярности... Меряете или время или число импульсов... Аккумулируете... Все.

А чего стОит хотя бы сделать прецизионные термостабильные источники тока, которые не будут "плыть" за время порядка долей секунды, Вы не задумывались?
Tanya, с таким подходом разработка может затянуться на долгое время с хорошо предсказуемым результатом.

Там, в цифровых вольтметрах двойное интегрирование, скорее всего...

Тройное, однако.