Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Схема временнОй привязки
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника > Вопросы аналоговой техники
-= Александр =-
Добрый день!

Есть вот такая схема. Это входной тракт канала измерения времени.
Из сигнала с детектора он делает биполярный, который затем за восходящий фронт хватает компаратор.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Делалось это давно, документация аж с 98 года. И работало все хорошо, пока не закончилась главная деталь - микромодульная линия задержки.
Нашел ее параметры - импеданс и время. По ним сосчитал свою, спаял, поставил - фигушки, звенит сильней, чем работает.
Далее заказал ВЧ дросселя, хорошие кондеры, сделал платы. Спаял, поставил - вроде оно, но работает кривовато.
На фотках ниже две осциллограммы, оригинал и замена. Со временем угадал, импеданс подстроил. Замена все равно немного генерит. И наклон фронта получился немного хуже. Как это побороть?

Оригинал:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Замена:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

И, честно говоря, до конца так и не понял, как оно работает. Сигнал в короткозамкнутой линии задержки должен отражаться и вычитаться сам из себя? Но почему тогда снимают его с емкостей, которые во всей литературе всегда заземлены? Что это за странное включение линии задержки?
Stanislav
Опишите входной сигнал, как можно точнее.
И задачу - что нужно получить?
-= Александр =-
Входной сигнал такой:
Фронт 100 нс, спад 60 мкс. Амплитуда 50-150 мВ.
Задача фиксировать момент его прихода и задерживать на заданное время. По истечении этого времени срабатывает компаратор.
Там 2 канала и время у них разное (на 500нс). Сигнала два, они приходят с некоторой разницей во времени (+-200нс), которую надо мерить. Чтобы один гарантированно был раньше второго - сделаны эти вот задержки.
Plain
Стандартный одновибратор чем не устраивает?
-= Александр =-
Цитата(Plain @ Sep 13 2018, 17:23) *
Стандартный одновибратор чем не устраивает?


Точностью. И невозможностью переделать весь модуль. Сейчас задача не лопатить все с нуля, а найти или сделать замену одной детали - линии задержки на 300 Ом и 500 нс.
То что есть сейчас мерит время с точностью порядка 30 пикосекунд и всех устраивает.
Plain
Одновибраторы можно калибровать в фоновом режиме и это будет на 100% предсказуемой по времени и деньгам схема, в отличие от "всего одной детали".
Stanislav
Цитата(-= Александр =- @ Sep 13 2018, 17:21) *
Входной сигнал такой:
Фронт 100 нс, спад 60 мкс. Амплитуда 50-150 мВ.
Задача фиксировать момент его прихода и задерживать на заданное время. По истечении этого времени срабатывает компаратор.
Вот не паоленились бы, и нарисовали его. Хотя бы в пэйнте, а то непонятно. Рискуете получить несколько страниц словесного спама.

Итак, требуется "фиксировать момент его прихода", а после "задержки на заданное время" должен "срабатывать компаратор", верно?
Скажите тогда, что есть фиксация момента его прихода, и отчего должен срабатывать компаратор?
-= Александр =-
Вот записал на рабочей плате. Желтый - вход, синий - выход. Компаратор срабатывает на восходящем фронте в момент пересечение порога -15 мВ. Собственно генережка моей самопальной линии задержки эти -15 мВ задевает и вызывает ложные срабатывания. Порог можно конечно опустить, но это уже крайние меры, т.к. сместит момент срабатывания.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Правильно было бы ловить импульс за точку перегиба, пиковым детектором, но тут все проще и привязывается все к нарастающему фронту импульса. Импульсы приходят сильно разные как по наклону фронта, так и по амплитуде. Это зависит от энергии кванта и места попадания.
Stanislav
Цитата(-= Александр =- @ Sep 13 2018, 18:31) *
Вот записал на рабочей плате. Желтый - вход, синий - выход. Компаратор срабатывает на восходящем фронте в момент пересечение порога -15 мВ.
Итак, Вам надо зафиксировать момент перепада -/+ задержанного сигнала на неком уровне, я правильно понял?


Цитата(-= Александр =- @ Sep 13 2018, 18:31) *
Собственно генережка моей самопальной линии задержки эти -15 мВ задевает и вызывает ложные срабатывания. Порог можно конечно опустить, но это уже крайние меры, т.к. сместит момент срабатывания.
Вопрос оффтопный, извините.
Почему б не отловить фронт входного сигнала, и задержать его на заданное время? МСМ, так проще было бы...


Цитата(-= Александр =- @ Sep 13 2018, 18:31) *
...Импульсы приходят сильно разные как по наклону фронта, так и по амплитуде. Это зависит от энергии кванта и места попадания.
Вот и описали бы их.
Первое впечатление такое, что без ЛЗ по входному сигналу вполне можно обойтись.
-= Александр =-
Цитата(Stanislav @ Sep 13 2018, 19:15) *
Итак, Вам надо зафиксировать момент перепада -/+ задержанного сигнала на неком уровне, я правильно понял?


Да. Первый компаратор запускает преобразователь "время-амплитуда", а второй останавливает. Именно для этого события разносятся во времени, чтоб "стоп" не произошел раньше "старта".

Цитата(Stanislav @ Sep 13 2018, 19:15) *
Вопрос оффтопный, извините.
Почему б не отловить фронт входного сигнала, и задержать его на заданное время? МСМ, так проще было бы...


Я бы так и делал, если б взялся этот модуль перерабатывать. А может быть вообще бы цифровал входной сигнал в реальном времени. Идей и планов про этот модуль много, но сейчас другой темой занят, а эта штука худо-бедно работает и повторяемость отличная. К тому-же уже наделали очередную партию таких модулей, а с линиями задержки вышел облом. Поставщик долго-долго обещал, нашел не те, а те кончились совсем и навсегда. Надо что-то простое и быстро реализуемое придумать.

Цитата(Stanislav @ Sep 13 2018, 19:15) *
Вот и описали бы их.
Первое впечатление такое, что без ЛЗ по входному сигналу вполне можно обойтись.


На картинке был "средний" вариант. Сейчас нет возможности, но завтра попробую заснять два крайних, с самым медленным и самым быстрым фронтом. Ну а амплитуды рабочие от 50 до 150 мВ.
magnum16
Вы, похоже, сделали около 10 звеньев. Попробуйте 20 звеньев, по моделированию форма значительно лучше получается.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
-= Александр =-
Цитата(magnum16 @ Sep 14 2018, 17:03) *
Вы, похоже, сделали около 10 звеньев. Попробуйте 20 звеньев, по моделированию форма значительно лучше получается.


Я вообще сделал 5. Столько-же, сколько в оригинальной микросборке было) Мысль дельная, спасибо, буду пробовать!
Скинь файлик симуляции, если не трудно. Поиграюсь на выходных. rolleyes.gif
magnum16
Цитата(-= Александр =- @ Sep 14 2018, 18:36) *
Я вообще сделал 5. Столько-же, сколько в оригинальной микросборке было) Мысль дельная, спасибо, буду пробовать!
Скинь файлик симуляции, если не трудно. Поиграюсь на выходных. rolleyes.gif

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Stanislav
Цитата(-= Александр =- @ Sep 13 2018, 19:32) *
...Надо что-то простое и быстро реализуемое придумать...
Тогда так.
Осцилляции в Вашей "суррогатной" ЛЗ - из-за несогласованности импедансов источника (возможно, и приёмника) сигнала с волновым сопротивлением линии. Навскидку - оно в разы отличается от оригинала. Оттого, там сильная несимметрия "положительных" и "отрицательных" участков.
Без возможности ознакомиться с конструктивом, хотя бы визуально, данный вопрос нет смысла обсуждать.

ЗЫ. Кроме того схема, мсм, не слишком удачная. Например, режим работы VT2 по постоянному току сильно зависит от положения движка R8 и омического сопротивления ЛЗ, а так в "правильном" устройстве быть не должно. Отсюда и все беды.
Сделайте выходное сопротивление драйвера ЛЗ не зависящим от этих условий - и бОльшая часть проблем отпадёт сама собой. sm.gif
тау
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Цитата(-= Александр =- @ Sep 13 2018, 18:03) *
И, честно говоря, до конца так и не понял, как оно работает. Сигнал в короткозамкнутой линии задержки должен отражаться и вычитаться сам из себя?
да, если смотреть за волной напряжения

Цитата
Но почему тогда снимают его с емкостей, которые во всей литературе всегда заземлены?

чтобы смотреть за волной тока. При распространении к нагрузке направление тока в емкостях ЛЗ одно, после отражения - противоположное. Поэтому у вас из входного импульса образуются 2 противоположной полярности, каждый на время распространения в ЛЗ.

Цитата
Что это за странное включение линии задержки?

хорошие пмсм, разработчики из прошлого тысячелетия полагали ( или положили - не знаю как правильно), что отражение вашего импульса от заземленного конца ЛЗ с пересечением нуля тока ёмкостей обязано происходить аккурат после интервала, равного времени задержки ЛЗ вне зависимости, в первую очередь, от амплитуды импульса. Но при этом должно было подразумеваться, что компаратор тоже будет вторым входом соединен с общим проводом. Однако у Вас 15 милливольт смещение. Как при этом Вы обеспечиваете 30ps точность измерения - для меня остается загадкой. Может все таки разрешающая способность 30ps ?

Предлагаю посмотреть на маленькую схемку, возможно она вас устроит, для замены старой ЛЗ. Это ЛЗ такая в середине, к элементам особо не критичная. Компаратор можно соединить с общим, без смещения в 15мВ, если правильно разрешать ему работу и запрещать тоже. На выходе полагается дифцепочка перед компаратором с временем 1 мкс.
Да, у вас усилитель выходной может оказаться перегружен входным сигналом 150мВ(который перед ЛЗ усиливается в 10 раз) - проверяйте его.
rudy_b
Посмотрите тут и на сайте, вроде есть подходящие.
-= Александр =-
В общем вскрытие микромодуля и чтение древних книжек показало, что там стояла линия задержки на звеньях с магнитной связью дросселей. Этим и достигались хорошие параметры всего на 5 звеньях. Сейчас, насколько я понимаю, таких линий не делают.

Тау, спасибо за помощь, попробую схемку смакетировать. По симуляции очень похоже на то что нужно!
А -15 мВ там введено для отстройки от шумов базовой линии сигнала. Разрешение работы компаратору выдает амплитудный дискриминатор, но почему-то в инструкции написано ставить такое значение. Видимо при нулевом пороге ложные срабатывания сильно мешают.
30 пс это цифра очень приблизительная, там 120 нс на 4096 каналов в итоге раскладывается.


Вот еще у буржуев насмотрел такой метод привязки сигнала. https://en.wikipedia.org/wiki/Constant_frac...n_discriminator
Вроде звучит заманчиво, надо попробовать)
тау
Цитата(-= Александр =- @ Sep 26 2018, 02:37) *
А -15 мВ там введено для отстройки от шумов базовой линии сигнала.

Это недостаток.

Цитата
Разрешение работы компаратору выдает амплитудный дискриминатор, но почему-то в инструкции написано ставить такое значение. Видимо при нулевом пороге ложные срабатывания сильно мешают.
Правильный амплитудный дискриминатор, наподобие второго компаратора и схемы И из Вашей ссылки, решили бы эту проблему.

Однако, если я правильно понял, в незадержанном канале вашей установки вообще время срабатывания зависит и от амплитуды и от длительности фронта ухудшая метрологию всего замысла. Там бы тоже не помешал правильный дискриминатор, пусть и с небольшой задержечкой нс на 100.

Цитата
Вроде звучит заманчиво, надо попробовать.
а вы уже попробовали отчасти. Ваша ЛЗ так и делала, складывала токами прямой (незадежанный) и инвертированный (задержанный) сигналы, подавая на вход компаратора их сумму. Дополнительным бонусом вы еще получали требуемую задержку на 500нС. Причем без возможной синфазной ошибки компаратора. Не хватило только правильного окна, чтобы отсечь колебания , вызванные неидеальностью ЛЗ и убрать вредное смещение -15мВ. Хотя не уверен , может у вас там гистерезис используется в схеме компаратора как раз на эти 15 мВ. С другой стороны гистерезис это ПОС, ухудшающая влияние шумов, лучше бы без него, пмсм.

-= Александр =-
Цитата(тау @ Sep 26 2018, 13:26) *
Однако, если я правильно понял, в незадержанном канале вашей установки


Нет, оба канала одинаково сделаны, там только время задержки отличается. Первый на 500 нс, второй на 1 мкс.

Цитата(тау @ Sep 26 2018, 13:26) *
Не хватило только правильного окна, чтобы отсечь колебания , вызванные неидеальностью ЛЗ и убрать вредное смещение -15мВ. Хотя не уверен , может у вас там гистерезис используется в схеме компаратора как раз на эти 15 мВ.


Гистерезиса нету, а окно вырабатывает амплитудный дискриминатор (независимый, сигнал на него поступает прямо со входов обоих этих каналов временного анализатора). И окно соответственно пляшет от амплитуд, так что колебания им гасить не получится. В общем дело медленно движется к переработке всего модуля. Вместо дискретной логики там очень просится ПЛИСина и грамотное управление всем этим стадом компараторов. Но начинать надо именно с правильной временной привязки.

Подскажите пожалуйста какую-нибудь методику расчета вашей схемы? И вообще литературу где подобные цепи описываются.
тау
Цитата(-= Александр =- @ Sep 27 2018, 14:36) *
Нет, оба канала одинаково сделаны, там только время задержки отличается. Первый на 500 нс, второй на 1 мкс.

а не лучше ли было бы 250 нс и 500 нс ? ( ±200 влезают, а выходной импульс разницы будет 50...450 нс).

Цитата
Гистерезиса нету, а окно вырабатывает амплитудный дискриминатор (независимый, сигнал на него поступает прямо со входов обоих этих каналов временного анализатора). И окно соответственно пляшет от амплитуд, так что колебания им гасить не получится.
как это не получится, все получится, если этот плохой дискриминатор выбросить, пмсм. Окно можно сделать основными компараторами в канале времени, если прикрутить правильный гистерезис, не влияющий на основные точки отсчета.

Цитата
Вместо дискретной логики там очень просится ПЛИСина и грамотное управление всем этим стадом компараторов.

стадо компараторов - хорошо сказано.
Не торопитесь отказываться от дискретной логики, бывает так, что с ней качество измерительных сигналов выше будет. Плисину только туда, где она не повлияет на точность отсчета. Хотя у вас и так наверное шум большой в сигнале и лишние внутриплисОвые +- 300 пс погоды не сделают.

картинко
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2022 Invision Power Services, Inc.