Jump to content

    
Sign in to follow this  
SergeyVas

измерение фазы

Recommended Posts

Подскажите. Задачка такая: на плате два коаксиальных разъема, на них поступает два сигнала по 7мгц синус с постоянной составляющей примерно 1в амплитуда 9в. Поступают они из другого устройства , там на выходе стоят два дифференциальных операционника(выход диф. пара). Задающий генератор один у этого устройства.

Меняется у сигналов только фаза.

Вопрос какую схемку использовать что бы перевести этот сигнал в цифру разрешением 24бита.

Желательно максимально точно измерять фазу этих сигналов,сигнал от 0-355.

Share this post


Link to post
Share on other sites

355 (градусов?) на 7 МГц соответствуют интервалу времени ~ 0.89 мкс.

Чтобы "прямо взять и измерить" этот интервал с разрешением, н-р, 16 бит, потребуется частота 2^16/0.89 мкс ~= 7,4E+010 Гц = 74 ГГц.

(для 24 бит посчитайте сами)

Если допустимо усреднить фазу по, н-р, 1000 периодам, (чисто математически) удастся обойтись частотой 74 МГц.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Можно и 100000 раз усреднить показания нужны примерно 10 раз в секунду. Сейчас сигнал в аналоговой форме синус. Как его согласовать с цифрой(дорогие ггц операционники, ацп.. нет ). Может смеситель использовать только вместо гетеродина зависти сигнал один а на вход сигнал 2, частоты одинаковые только фаза разная,тут наверно смеситель не поможет....

Share this post


Link to post
Share on other sites
Можно и 100000 раз усреднить показания нужны примерно 10 раз в секунду. Сейчас сигнал в аналоговой форме синус. Как его согласовать с цифрой(дорогие ггц операционники, ацп.. нет ).

А есть варианты?

Два компаратора, XOR, раздельно считать длительности и 0, и 1 (чтобы упростить себе жизнь и работать в интервале 180..355 градусов). По накоплению требуемого числа периодов производить нехитрые вычисления.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Тоже так подумал, еще есть какие нибудь способы?

Еще не определюсь что лучше: микроконтроллер использовать,или плис , может есть счетчики специализированные для таких подсчетов например с spi.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Если допустимо усреднить фазу по, н-р, 1000 периодам, (чисто математически) удастся обойтись частотой 74 МГц.

 

... а усреднение разве не как корень квадратный?...

 

 

Вопрос: а как быстро необходимо давать ответ...?

И выводить среднюю температуру по больнице допустимо?

 

Далее, посмотрите...

Сигнал 7МГц. Период примерно 143нс. 1 градус примерно 400пс.

Если взять (практически с потолка) дрожание фазы опорного генератора - за счет фазового шума самого генератора значение 1 пико секунда (RMS) (в принципе не так плохо) ...то 400 к 1 отношение...

даёт всего... 9 бит... в САМОМ лучшем случае, если требуется мгновенное значение. т.е. 24 бита далеко.

 

Но - могу ошибаться...

 

 

... можно поставить ФД, например МС4044 или МС4344, фильтровать и измерять выходной сигнал аналоговым способом..., потом обрабатывать в

"человеческий вид" на каком нибудь микроконтроллере, благо частота у Вас фиксированная и обработка не сложная...

 

 

...пребразовать SIN в цифру можно на достаточно шустрых компараторах...

Наверное - система жизнеспособна, но придется ее откалибровать, что бы выдавать адекватные и метрологически понятные цифры...

Share this post


Link to post
Share on other sites
... а усреднение разве не как корень квадратный?...

Я сразу отметил - "чисто математически". Очевидно, что для измерения в-1000-раз-более-длиньшего интервала с той же разрядностью достаточно в-1000-раз-более-меньшей опорной частоты.

В погрешности сейчас лезть смысла чуть.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо сейчас посмотрю диоды. показания достаточно 10раз.сек.

Там вроде фильтры,но шум будет в любом случае. не знаю какой уровень.

Реально измерить с разрешением 24бита, или в большем числе разрядов будет шум? Опытным глазом если посмотреть)

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

А если применить AD8302 (поставив дополнительную обвязку для согласования уровней) и с ее выхода уже производить оцифровку?

Правда одна 8302 дает всего лишь 180 градусов

Share this post


Link to post
Share on other sites

Я бы для такой частоты не пытался решить задачку "в лоб", то есть, компараторами и таймерами, а постарался использовать именно смеситель. Особенно, если амплитуды сигналов одинаковы или близки. Амплитуда разностного сигнала будет прямо зависит от фазового сдвига.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Я бы для такой частоты не пытался решить задачку "в лоб", то есть, компараторами и таймерами, а постарался использовать именно смеситель. Особенно, если амплитуды сигналов одинаковы или близки. Амплитуда разностного сигнала будет прямо зависит от фазового сдвига.

Тут проблема в том, что ТС хочет сумасшедую точность... Тут даже на кабелях набежит задержка, которая будет от температуры... вибраций кабеля и еще от (тут можно много всего придумать) чего зависеть. Интересно еще, как он собирается самого себя убеждать, что получает что-то разумное...

Что там смеситель... вот умножитель смещает в нуль... Но что толку - у него будет дрейф нуля.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Спасибо штука не плохая, но 70$ (

Привык все в долларах, а тут видно автоматом переключилось на рубли, смотрю 70 подумал долларов.(обшибся)

А какая зависимость будет после умножителя?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Тут проблема в том, что ТС хочет сумасшедую точность...

Действительно, ТС не совсем в курсе что за трудности его поджидают.

Например, если во входном или опорном сигнале будет 2-я гармоника порядка 1 % , то уже приведет к такой же погрешности в измерении фазы на "аналоговом" выходе ФД (даже если это идеальный перемножитель), т.е. менее 7 разрядов . Реально может быть еще хуже. И никакое усреднение при этом не поможет

Кроме того , одиночный перемножитель дает возможность как-то оценить фазу в диапазоне 180 градусов (140 градусов для AD8302 ) , но не 360 , потому что для одного значения выходного напряжения перемножителя в диапазоне 0-359.99999999999999999999999 имеются 2 значения угла сдвига фазы.

Edited by тау

Share this post


Link to post
Share on other sites

вообще говоря ТС вы бы поизучали интернет там есть много по этому поводу

например - вам советовали из синуса в ттл перейти через быстрый компаратор - это не совсем верно

вот например небольшая статейка по этому поводу

потом надо определить что вы называете фазой - что такое время измерения и тд и тп. как только вы для себя определитесь что вы имеете ввиду под этими понятиями то все рсазу станет понятно

а так вы начинаете решать задачи разработчика системы не имея представления зачем нужна эта система

:bb-offtopic:

Sine_to_TTL.PDF

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this