Здравствуйте. Есть идея по поводу создания электрической схемы для некоторого устройства. Вопрос к вам, насколько реальна эта идея.

Вообще задача заключается в следующем.
Надо разработать устройство. Устройство должно позволять задавать некоторое значение частоты в диапазоне 0.00001 - 1000Гц. В качестве результат выдаются 2 числа: Re и Im.

Например, задаем значение частоты w = 0.01Гц. - Устройство должно выдать что-то типа:
Re = 12.34 ; Im = 56.78

Теперь, собственно, как должны формироваться числа Re и Im. Внутри устройства находится некоторое звено САУ. Например, фильтр НЧ - апериодическое звено 1-го порядка. В случае фильтра НЧ, передаточная функция этого звена, будет выглядеть так:
W(jw) = 1 / (1 + j*w*R*C)

Re и Im представляют собой действительную и мнимую компоненты данной передаточной функции,
для заданного значения частоты w.
---------------------------------------
Сама идея электрической схемы следующая:

Подаем на звено гармонический сигнал
x(t) = A1*sin(w*t + phi_1)

С выхода снимаем:
y(t) = A2*sin(w*t + phi_2)

Оба сигнала x(t) и y(t) подаем на схемы выделения среднеквадратического значения.
А затем на аналоговый делитель. Таким образом с выхода делителя получаем сигнал равный
u1(t) = RMS_2 / RMS_1 = (A2 / sqrt(2)) / (A1 / sqrt(2)) = A2 / A1
отношению амплитуд A2 и A1.

Кроме того сигналы x(t) и y(t) подаем на фазовый детектор, с выхода которого получаем сигнал равный
сдвигу фаз x(t) и y(t)
u2(t) = phi_2 - phi_1

Наконец сигналы u1(t) и u2(t) подаются на схему преобразования полярных координат в декартовы.
На выходе такой схемы получаем сигналы постоянного напряжения равного Re и Im.

Вот рисунок для ясности.

Надеюсь на ваш ответ. Возможно ли создать такую схему или я допустил какие-то принципиальные ошибки? Имеется в виду только электроника, а не правильность формул для получения Re и Im.

Мдя... Перечитал раза три, но так ничего и не понял.
Зачем такие сложности-то? Это задача не для радиоэлектронного устройства, а для тривиального калькулятора (правда, это тоже электронное устройство).
Наиболее оптимальный вариант - написать прикладуху для экселя. Любые варианты, любые диапазоны, любые точности.
Решение Вашим методом - не реально, хотя бы потому, что создавать устройствА с частотным диапазоном в 9 порядков (правильно посчитал нолики?) само по себе весьма и весьма головоломно. А уж когда речь идет о фильтрах, и прочих аналоговых вычислителях, вообще тухло... Да еще и на столь низких частотах...

В логике то ошибок нет, токо не проще ли это в цифре сделать? т.е. всё отдать контроллеру в который загнать таблицы со значениями...Ещё диапазон фантастический, точнее нижний предел 10 мкГц. Этож период 27.7 часов! Т.е. вам стоко ждать придётся до получения значений

Большое спасибо за ответы!

А если сократить диапазон? Например, до 1-1000Гц?

Еще вопрос. Бывают ли такие блоки как делитель, фазовый детектор и схема выделения RMS в виде отдельных микросхем?
(Предполагая, что диапазон частот 1-1000Гц, входное напряжение 0-5В).
Если да, то большая просьба подскажите где их искать в интернете? Да и как они зовутся по-английски?

Есть кое-что похожее у Analog Devices:
http://www.analog.com/IDC
AD5933 и AD5934.

Мне надо вычислить R и I только для заданного значения частоты. Если я правильно понимаю, эта микросхема вычисляет Re и Im для некоторого диапазона частот?

Нет, оно предоставляет значения импеданса для каждой из частот в заданном диапазоне. (Диапазон состоит из ограниченного набора частот). Причем, никто не мешает задать диапазон из одной частоты. Плюс, там есть команда "repeat frequency", позволяющая повторно считывать импеданс для текущего значения частоты.

P.S. Я вот что подумал. Автор выдумал зверский аналоговый компьютер, Analog Devices придумали не менее зверскую микросхему с DSP-ядром, выполняющим преобразование Фурье.... А почему нельзя обойтись ваттметром, вольтметром и амперметром, как в задачнике по электротехнике? )

Если Вы генератор делаете сами, вы можете сделать у него два дополнительных выхода sin и cos, уроме того, вы знаете амплитуду сигнала на выходе генератора. После Вашего звена умножаете аналоговым перемножителем на Sin и Cos, постоянная составляющая м будет вашим результатом. Но для Ваших частот самы простым решением будет любой DSP с ЦАП для синтеза частоты и не самым скоростным АЦП .

Импеданса? А с помощью нее можно получить действительную и мнимую компоненты Амплитудно-Фазо Частотной Характеристики звена? Это - собственно, то, чего я пытаюсь добиться.

Можно

считав Real register 94h+95h и Imaginary register 96h+97h.

ad5933 очень мощная штука, советую. может быть очень много применений.

кстати кто работал с ней, можно ли усилить выходное напряжение DDS (2В) внешним усилителем до 20-30в, а на приеме ослабить. никто так не делал?

Конечно можно, немного усложняет дело то, что у неё при изменении выходного напряжения (Output voltage range) заодно меняется и постоянное смещение на выходе (DC Bias).
АЧХ и ФЧХ дополнительных каскадов можно замерить в процессе калибровки и потом учитывать при измерении.

2 exSSerge,

Мне нужно посмотреть фазовую развертку по частоте резонанса цепи в районе 8-20КГц,
цепь - индуктивность (магнитная катушка с маленьким сопротивлением ~1ом) в параллеле с конденсатором.

Я так понимаю что из-за малеого активного сопротивления катушки придеться делать внешний источник тока управляемый напряжением с выхода DDS AD5933.

Какую внешнюю обвязку воротить и как, не подскажешь? может есть схема какая-нибудь готовая, а то я по аналоговой схемотехнике не очень

alexQ,

Для измерения импеданса (или АЧХ/ФЧХ) проще сделать усилитель напряжения (могут подойти аудио-микросхемы) и добавить последовательно к нагрузке резистор - например, 100-1000 Ом. А после снятия измерений в такой "искаженной" схеме высчитать неизвестный импеданс на основании известных Real register / Imaginary register и известного сопротивления резистора (два уравнения с двумя неизвестными должны решиться).

Вопрос ко всем, кто знаком с AD5933 (я только-только начинаю):
Как часто с AD5933 можно повторять измерения? Меня интересует пара значений Real / Imaginary для диапазона частот, а также для одной фиксированной частоты.