Jump to content

    

Синхронный детектор на 250-350 кГц

11 минут назад, Zuse сказал:

с общим связан

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

Share this post


Link to post
Share on other sites
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 час назад, Rst7 сказал:

железа надо больше

Усилитель Нортона:

bad-264.gif.f178c96ca81a6eb16e2d3f14410cdc25.gif

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

Диффусилитель (плавающий общий и базовые резисторы — исключительно для правильной симуляции):

 

bad-265.gif.643b2a0f1cb75cf07fe71eb93c619653.gif

Share this post


Link to post
Share on other sites

На трансформаторе тока:

 

bad-266.gif.9d708806831bad4998bdb3e8c4ad9c2b.gif

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

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now