Jump to content

    
Sign in to follow this  
Zuse

Синхронный детектор на 250-350 кГц

Recommended Posts

48 minutes ago, Zuse said:

Касаемо предложения выбросить синхронный детектор и делать все в цифре - я об этом думал. В моем случае нужно метить АЦП в верхушки синусов

Милостивый государь, а Вы в курсе относительно векторного представления сигналов? Вы в курсе, что достаточно ВСЕГО ДВУХ квадратурных отсчетов СИНУСОИДАЛЬНОГО сигнала, что однозначно и с ЛЮБОЙ НАПЕРЕД ЗАДАННОЙ точностью выяснить его амплитуду и его фазу относительно семплирующего гетеродина?

Поэтому никакие "верхушки" ничем не надо метить. Нужно лишь чтобы частота отсчетов была точно в 4 раза выше частоты синуса. Это легко достичь с помощью цифрового синтеза синусоиды. Например с помощью DDS.

Но используя DDS, нужно помнить, что при некратном соотношении частоты синуса и опорной частоты DDS имеет место быть фазовый шум, но достаточно небольших уровней. впрочем, в Вашем случае легко взять кратную частоту, а на ее основе получить учетверенный гетеродин. При квадратурном синхронном АМПЛИТУДНОМ детектировании перескоки фазы гетеродина не имеют никакого значения.

Более того, одновременно и синхронно измеряя сигнал накачки и сигнал с моста, легко сделать систему ратиометрической, то есть практически независимой от уровня сигнала питания моста.

В таком случае, можно не заниматься синтезом синусоиды, а просто с помощью ФНЧ задавить гармоники меандра, начиная с третьей. Или вообще зачистить меандр резонансными цепями.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ну да, если средний вывод заземлён - то железа надо больше. Правда, по варианту с заземлённой ёмкостью тоже делали, и подавали меандр, ничего там не возбуждалось (надо не забывать небольшой резистор возле инвестирующего входа до измеряемой емкости), но есть нюанс - у Вас на выходе будет сумма полезного сигнала и сигнала возбуждения. Так что лучше возбуждать обе стороны синфазно, тогда разница будет именно чистым полезным сигналом.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, my504 said:

Вы в курсе, что достаточно ВСЕГО ДВУХ квадратурных отсчетов СИНУСОИДАЛЬНОГО сигнала, что однозначно и с ЛЮБОЙ НАПЕРЕД ЗАДАННОЙ точностью выяснить его амплитуду и его фазу относительно семплирующего гетеродина?

А у меня встречный вопрос: будет ли достаточно 4 отсчетов, если сигнал будет представлять смесь гармоник: НЧ (2-10кГц) и ВЧ (250+350кГц) ?

1 hour ago, Plain said:

С таким подходом к ТЗ, хорошо бы ракеты не заглючили в самый не подходящий момент.

ну, вообще-то я спрашивал про реализацию скоростного синхронного детектора, поэтому не касающиеся напрямую данного вопроса нюансы мною были опущены 

 

А всех кто радеет за безопасность родины - приглашаю к нам на работу...) Зарплаты выше средних по отрасли

Edited by Zuse

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, Rst7 said:

Ну да, если средний вывод заземлён - то железа надо больше. Правда, по варианту с заземлённой ёмкостью тоже делали, и подавали меандр, ничего там не возбуждалось (надо не забывать небольшой резистор возле инвестирующего входа до измеряемой емкости), но есть нюанс - у Вас на выходе будет сумма полезного сигнала и сигнала возбуждения. Так что лучше возбуждать обе стороны синфазно, тогда разница будет именно чистым полезным сигналом.

Повторюсь: схема с одним ОУ мне не нравится в том числе потому, что не подавляет проникающие через паразитные емкости из канала возбуждения ТВГ синфазные НЧ наводки.   

Edited by Zuse

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, Zuse said:

Повторюсь: схема с одним ОУ мне не нравится в том числе потому, что не подавляет проникающие через паразитные емкости из канала возбуждения ТВГ синфазные НЧ наводки.   

Так схема с одним ОУ не годится для заземленной средней точки. Надо два ОУ и брать разность. Просто я схему нарисовал до того, как узнал, что средняя точка заземлена.

Но если уж рассматривать схему с одним ОУ, то проблемы с НЧ-наводкой возможно непринципиальны по той причине, что берутся два отсчета рядом и разность между ними. НЧ помеха будет подавлена во столько раз, во сколько ее частота ниже частоты семплирования. Да и "синфазные НЧ-наводки из канала возбуждения" - это нечто мифическое, ведь канал возбуждения - это генератор напряжения. Другое дело, что обычные 50Гц могут через емкостную связь проникать в суммирующую точку - это да. Но точно так же они могут проникать и в суммирующую точку двух отдельных усилителей. Причем, с разным уровнем. А вот тут в дело вступает другой момент в схеме с заземленным измерительным конденсатором. Это емкость монтажа с суммирующей точки на землю. Она прибавляется к измеряемой емкости. Насколько эта емкость стабильна - это отдельный вопрос. А вот схема с плавающей емкостью не имеет такой проблемы (ну пока там емкости на землю более-менее адекватны), потому может быть очень хорошо заэкранирована.

 

46 minutes ago, Plain said:

Усилитель Нортона:

Очень занятно. Надо будет поизучать на досуге.

Share this post


Link to post
Share on other sites
12 hours ago, Zuse said:

А у меня встречный вопрос: будет ли достаточно 4 отсчетов, если сигнал будет представлять смесь гармоник: НЧ (2-10кГц) и ВЧ (250+350кГц) ?

 

Будет достаточно. Но только 350 кГц будут лишними (ну или 250 - на выбор). НЧ составляющая при переносе спектра (умножение на программный гетеродин) окажется далеко за пределами фильтрации.

Необходимо только решить вопрос с шириной полосы пропускания КИХ ФНЧ. Эта полоса зависит от максимально возможной скорости изменения измеряемого параметра (для  вычислителя он превратится в полосу модулирующего амплитуду сигнала).

При желании отдельно выделить 2...10 кГц - это можно сделать, отфильтровав сигнал ДО ПЕРЕНОСА СПЕКТРА с помощью БИХ или КИХ ФНЧ.

Share this post


Link to post
Share on other sites
On 5/11/2019 at 8:56 AM, my504 said:

Но только 350 кГц будут лишними (ну или 250 - на выбор).

вообще-то разные частоты (250/350К) используются для того, чтобы исключить паразитное взаимное влияние датчиков

Share this post


Link to post
Share on other sites
37 minutes ago, Zuse said:

исключить паразитное взаимное влияние датчиков

Никто не мешает управлять питанием датчиков и измерять их ПООЧЕРЕДНО. Это сократит нагрузку на АЦП в смысле одновременного семплирования от двух источников сигнала и улучшит развязку.

Но можете питать датчики и от разных частот. Тогда и семплирование тоже будет от разных частот. Остальное все без изменений.

Цифровой фильтр не догадывается от частоте выборок. Для него любая частота приводит к одинаковому результату. Просто центральная частота приема окажется другой.

Share this post


Link to post
Share on other sites

I would do it without going into analog. Since capacitance is very small (5pf), it can be made a part of the Pierce oscillator, driving quartz XTAL, say at 24MHz. The frequency of the oscillator will change with C1/C2 modulation. The output frequency can be measured with high accuracy using simple Timer/Counter on small micro. This approach is noise-immune and very accurate, but not very fast (probably ~100Hz output is OK). The easiest way is to use microcontroller's XTAL port itself.

If you still want to stick with analog lock-in, the Cypress PSoC5 has 4 high-frequency modulators, enough to make four 1 MHz lock-ins in a single chip.

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Кстати, да. Метод весьма  хорош. Только потребует ДВА кварцевых генератора в одном МК. Иначе "the output frequency can be measured with high accuracy"  не выйдет. Ну и придется разбираться с линейностью шкалы, точнее с ее функцией от измеряемого параметра.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ну если это ТВГ, а точнее ВТГ, то тут по всей видимости надо повышать несущую частоту до мегагерцов и использовать аналоговый умножитель. Умножать промодулированный изменяющейся емкостью сигнал на опорную частоту. Затем фильтровать и получать красивую огибающую.

А если получить красивую огибающую, то  всех кто радеет за безопасность родины - приглашаю на работу к нам ...) Зарплаты у нас намного выше средних по отрасли. Москва однако...

 

Да, и в обязательном порядке надо читать книжки. Их много в последнее время стало. 

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