Synth 0 29 апреля, 2007 Опубликовано 29 апреля, 2007 · Жалоба господа, обращаюсь за помощью, ибо в аналоговой схемотехнике я ламак =) задача глобальная, решённая на уровне идеи - измерение частоты колебания напряжения амплитудой примерно 10 мВ частотой от 1kHz до 10kHz с очень большой точностью. вариант исполнения: усиливаем напряжение малошумящим операционником (думаю взять TL07X) до вольт 3-4, затем подаём на компаратор. задача - получение прецизионного источника опорного напряжения для компаратора (точность, я так думаю, необходима до десятых долей милливольта), причём само значение напряжения может быть и 2, и 2.5 вольта... неважно, ибо измеряется длительность периода (заполнением счётчика на частоте 8 MHz), и главное чтобы оно не плавало. так вот, опорное... как его сделать лучше, да ещё и с такой точностью? я думал за вариант ЦАП + повторитель на операционнике... но что-то много деталей. посоветуйте что-то, или ткните в хорошую и проверенную схему :unsure: Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Designer56 0 29 апреля, 2007 Опубликовано 29 апреля, 2007 · Жалоба задача глобальная, решённая на уровне идеи - измерение частоты колебания напряжения амплитудой примерно 10 мВ частотой от 1kHz до 10kHz с очень большой точностью. "С очень большой точностью" - это с какой? вообще, опишите задачу поточнее, или хотя бы то, что вы хотите получить. А вообще само по себе измерение частоты не есть задача трудная- достаточно иметь частотомер с необходимой по условиям точностью измерения и сигнал на его входе достаточного уровня, причем он может быть и зашумленым- за счет увеличения времени измерения частотомера шумы могут быть подавлены. и главное чтобы оно не плавало. Это одна из самых главных х-к эталонов, если не главная. Насколько достаточно чтобы "не плавало"? Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Uladzimir 61 29 апреля, 2007 Опубликовано 29 апреля, 2007 · Жалоба А для чего вообще в этом случае компаратору опора. если колебания - синус то по переходу через "0" работать надо, а бороться со смещением нуля усилителя- это другая задача Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
deemon 0 29 апреля, 2007 Опубликовано 29 апреля, 2007 · Жалоба В этом случае никакой сверхточной опоры не надо ! Достаточно подать на один вход компаратора 1/2 от питания , а на другой вход - то же самое через резистор , и сигнал - через конденсатор . Вот и всё . Если компаратор будет неустойчиво себя вести на НЧ сигналах - можно ввести небольшой гистерезис , подав с выхода компаратора на вход + положительную обратную связь . Да , и ещё - нужно предусмотреть ограничитель на диодах , чтобы большие сигналы не перегружали компаратор ........ обычно компараторы и ОУ это не любят . Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Synth 0 30 апреля, 2007 Опубликовано 30 апреля, 2007 · Жалоба спасибо ответившим. подумал, почитал... родил схему из аттача. в ней я ловлю переходы через ноль. входной сигнал (синусоида амплитудой до 10 мВ, снимается с датчика-индуктивности) усиливается в 100 раз, поступает на компаратор, который детектирует переход через ноль. получается, в данном случае, меня не волнует стабильность и скорость срабатывания, потому что дилей будет одинаковым в пределах одного измерения... и я не думаю что ноль операционника успеет хоть сколько то уплыть за время измерения - до десятка миллисекунд... ах, да, забыл сказать ещё вот что: мерять надо всего 10-15 периодов, с точностью до 0.0426 Hz... для этого я детектирую пересечение нуля, и затем считаю со скоростью 8 MHz. поправте меня, пожалуйста, если я где-то ошибаюсь... Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
deemon 0 30 апреля, 2007 Опубликовано 30 апреля, 2007 · Жалоба спасибо ответившим. подумал, почитал... родил схему из аттача. в ней я ловлю переходы через ноль. входной сигнал (синусоида амплитудой до 10 мВ, снимается с датчика-индуктивности) усиливается в 100 раз, поступает на компаратор, который детектирует переход через ноль. получается, в данном случае, меня не волнует стабильность и скорость срабатывания, потому что дилей будет одинаковым в пределах одного измерения... и я не думаю что ноль операционника успеет хоть сколько то уплыть за время измерения - до десятка миллисекунд... ах, да, забыл сказать ещё вот что: мерять надо всего 10-15 периодов, с точностью до 0.0426 Hz... для этого я детектирую пересечение нуля, и затем считаю со скоростью 8 MHz. поправте меня, пожалуйста, если я где-то ошибаюсь... Всё примерно так и должно быть , только подавать сигнал лучше на вход (-) компаратора , вход же (+) лучше применить для введения гистерезиса ( если понадобится ) . Компараторы иногда бывают неустойчивы при переходе через 0 на низкой частоте , это ещё кстати и от монтажа зависит .... И по постоянке входы компаратора нужно подключить не к 0 , а к +2,5 , так будет лучше . Далее , если полоса входных частот будет от единиц герц - конденсаторы в цепи сигнала нужно применить побольше , например 4,7 мкф , и резисторы после них тоже - скажем , килоом по 50 вместо 10 . Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Scha 0 2 мая, 2007 Опубликовано 2 мая, 2007 · Жалоба Абсолютно согласен с deemon. Срабатывание по пересечению 0, не является оптимальным решением. Лучше использовать порог +2,5В (желательно еще и гистерезис). Но если Вы хотите использовать переход через 0, то лучше не использовать такое большое усиление. В связи с тем, что достаточный порог срабатывания компараторов лежит в диапазонане от 60мВ до 100мВ. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
xemul 0 2 мая, 2007 Опубликовано 2 мая, 2007 · Жалоба 10 мВ можно и сразу на компаратор отправлять. Обеспечить смещение нуля в пределах 1 мВ - не сверхзадача, и, так как для измерения периода не требуется точный меандр, этого будет достаточно. Для упрощения задачи опору компаратору удобно сделать равной постоянному напряжению на выходе предыдущего каскада, если, конечно, оно укладывается в рабочий диапазон по входу компаратора. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
deemon 0 2 мая, 2007 Опубликовано 2 мая, 2007 (изменено) · Жалоба Хотя позвольте - на схеме ведь есть питание и +5 и -5 вольт ! Я сразу не заметил -5 , вот тормоз :) При однополярном питании надо смещать на +2,5 , а если симметричное питание есть , то всё прекрасно будет работать и около нуля , так лучше . И входы поменять , чтобы можно было удобно ввести гистерезис ........ Кстати , гистерезис можно делать не только с помощью резистора , но и с помощью небольшой ёмкости , тогда гистерезис не будет смещать порог компаратора . И вот ещё мысля - если подавать сигнал не на вход (-) ОУ , а на вход(+) , то есть сделать неинвертирующее включение ОУ , то можно будет поставить на входе большее сопротивление , например 100 ком , а это позволит обойтись меньшей входной ёмкостью . Изменено 2 мая, 2007 пользователем deemon Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
EvgenyNik 0 2 мая, 2007 Опубликовано 2 мая, 2007 · Жалоба Смещение нуля компаратора имеет значение только тогда, когда замер ведётся по полупериоду, т.е. счёт открывается по положительному пересечению, а закрывается по отрицательному. Если же открывать счёт импульсов и закрывать по переходу одного знака, то погрешность внесенная смещением компаратора стремиться к нулю. Честно говоря, не понял - как Вы при таком методе получили точность 0,04 Гц. У меня для частоты 10 кГц на 15 периодах получается 0.83 Гц. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Synth 0 2 мая, 2007 Опубликовано 2 мая, 2007 · Жалоба Честно говоря, не понял - как Вы при таком методе получили точность 0,04 Гц. У меня для частоты 10 кГц на 15 периодах получается 0.83 Гц. а расскажите, каким способом меряете Вы? и, если считаете мой метод недостаточно точным, то какой можете предложить? буду крайне признателен за советы! просто я посчитал, что скорости счёта 8 МГц (в крайнем случае 16) будет достаточно... кстати выяснил... всё-таки мои сигналы лежат в области 1-4 кГц. но тем не менее, до 10 хотелось бы иметь запас... Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Designer56 0 2 мая, 2007 Опубликовано 2 мая, 2007 · Жалоба Все равно, на резудьтат измерения периода будут сильно влиять шумы как самой схемы усиления/формирования импульсов, так и наводки различного вида. А поскольку уровень сигнала- 10 мВ, то можно ожидать достаточно больших погрешностей в реальности. Для подавления этих неприятностей потребуется усреднение по множеству периодов. А вот каково должно быть это множество- будет зависеть от спектра помех. Т.е., если измеряемый период будет модулироваться частотой, например, 50 Гц, то период усреднения может измеряться секундами и более- в зависимости от уровня помех и требуемой точности. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
EvgenyNik 0 3 мая, 2007 Опубликовано 3 мая, 2007 · Жалоба junoSynthesizer, я не считаю ваш метод неточным, т.к. я даже с ним не знаком. Вы привели только результат. Давайте, я посчитаю по-своему: Пусть будет 4.000кГц, т.е. период 250мкс. Будем считать для 15 периодов, т.е. для интервала 3.750мс. Интервал дискретизации периода на 8МГц равен на 125нс. Таким образом, мы получим 30000 отсчетов +/- 1 и это в самом лучшем случае! 29999 отсчетов соотвествуют интервалу 0.003749875с. Возьмём обратную величину и помножим на 15 - получаем 4000.133 Гц. 30001 отсчетов это 0,003750125с, из чего вычислиться частота 3999,866 Гц. При таком подходе на частоте 4кГц грубо имеем точность 0.15 Гц. А как Вы получили 0.0426 Hz ? Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
SasaTheProgrammer 0 3 мая, 2007 Опубликовано 3 мая, 2007 · Жалоба Абсолютно согласен с deemon. Срабатывание по пересечению 0, не является оптимальным решением. Лучше использовать порог +2,5В (желательно еще и гистерезис). Но если Вы хотите использовать переход через 0, то лучше не использовать такое большое усиление. В связи с тем, что достаточный порог срабатывания компараторов лежит в диапазонане от 60мВ до 100мВ. По поводу точностных расчётов не скажу - у меня сейчас голова не в ту сторону работает :-(. Но "ловля" переходов через ноль обеспечивает работу на максимальной производной сигнала (для синусоподобного, разумеется)Ю т.е. наилучшее подавление помех и шумов. С другой стороны, гистерезис тоже нужен. Это решается следующим образом - ПОС вводится в компаратор через диод. При этом один фронт (рабочий) срабатывает по нулю, а второй... Тут есть подводный камень - уровень срабатывания по второму фронту хорошо-бы выбрать где-то на половине амплитуды сигнала, а она может быть не известна. Но если амплитуда сигнала может менятся в процессе измерения, например, если речь идёт о затухающих колебаниях, то другого пути нет. Имея две таких разнополярных схемы можно организовать раздельное измерение по переднему и заднему фронтам с последующим усреднением, это позволит выиграть 1.4 раза по точности. Есть ещё один математический трюк, позволяющий ещё повысить точность, но он требует вычислений с длинными числами и на малом (десяток) количестве периодов позволит выиграть ... ну ещё раза два (лень считать). Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
rx3apf 0 4 мая, 2007 Опубликовано 4 мая, 2007 (изменено) · Жалоба junoSynthesizer, я не считаю ваш метод неточным, т.к. я даже с ним не знаком. Вы привели только результат. Давайте, я посчитаю по-своему: Угу, так и получается. Нужна лучшая точность - надо увеличивать частоту опорника. Или делать интерполятор (преобразовывать дельту фазы в напряжение, и измерять его с помощью ADC - как самый простой вариант) - два порядка разом можно прибавить, но, боюсь, вот тут-то дрейф порога, шумы и прочее скажутся. Впрочем, для таких частот можно попробовать делать преобразование и на каждом периоде... 2junoSynthesizer - протонный магнитометр делаем ? Изменено 4 мая, 2007 пользователем rx3apf Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться