[MSprut 0]

Есть датчик тока на эффекте Холла ACS754-050 от Allegro. У него на выходе сильный шум, причем заложенный в конструкцию. Измеряю переменный ток и при малых токах шум в пиках иногда сильнее полезного сигнала. Простой RC-фильтр не помогает. Что посоветуете, какой фильтр применить лучше и как его посчитать. Скажу сразу - активные фильтры никогда не делал. Хочется получить по возможности чистую синусоиду, потому что еще есть усилитель масштабирующий, а после него все еще страшнее.

Выглядит шум примерно так. Записано CoolEdit-ом ибо под рукой больше ничего не было.

[sergeeff Jr. 0]

Сначала вопрос: нужен ли чистый синус вообще?

 

Что вы дальше хотите с этим сигналом делать?

[MSprut 0]

Ну хотя бы не чистую синусоиду, а как можно ближе к ней. Дальше на АЦП контроллера для измерения и параллельно на компаратор для полчения перехода через "0".

[sergeeff Jr. 0]

Вот мы и подходим к главному. Может Вам именно переход через ноль важен? Я для этого использовал компаратор, а за ним ставил триггер Шмидта. Все работает на ура.

[НЕХ 7]

использовать ACS750-050

[MSprut 0]

Нет, переход через ноль для тока не так важен, для этого у меня еще канал напряжения есть, а вот значение тока измерять - это первостепенная задача.

 

2HEX

А чем 750-е лучше 754-х?

[НЕХ 7]

Шум и быстродействие ниже

[MSprut 0]

К сожалению нада съесть то что уже куплено.

[MSprut 0]

Так какой из активных ФНЧ будет правильнее применить, чтобы сгладить шум и общий смысл сигнала не повредить? Синусоида 50Гц +-5Гц. Очень нужен толковый совет, потому что за пару дней начитался всего, теперь мучаюсь с выбором.

[Stanislav 0]

Так какой из активных ФНЧ будет правильнее применить, чтобы сгладить шум и общий смысл сигнала не повредить? Синусоида 50Гц +-5Гц. Очень нужен толковый совет, потому что за пару дней начитался всего, теперь мучаюсь с выбором.

2-го порядка ФНЧ Баттерворта, на опере или даже на одном транзисторе, например.

Точность измерения какая нужна?

 

ЗЫ. И почему RC-фильтр не помогает? Вообще-то, должен помогать...

[MSprut 0]

Почему не помогает не знаю. В аппликэйшене используют фильтр 390Ом, 0.01мкФ и картинки у них просто песня, идет сглаживание и сигнал у них не зашумленный, а ломаный получается, сглаженный, а у меня... на картинке все видно. Точность измерения нужна порядка 1%. Правда с таким сигналом думаю не реально. Операционники есть MCP6022 rail-to-rail. Подойдут? И какую часоту среза примерно выбрать? Если выбрать в притык, порядка 100Гц, то фаза плывет сильно (около 30-40°), а далеко отодвигать тоже не хочется. Можно использовать подстроечники вместо постоянных резисторов или не желательно? Короче вопросов куча, а ответов мало. Ещебы посмотреть как будет это все выглядеть после фильтра, точнее не так, а как этот фильтр влияет на конечную форму сигнала с таким шумом. Пример работы в картинках или еще как. С программами для моделирования что-то связываться не охота пока ради одного фильтра, может потом когда понравится... К сожалению до понедельника появится здесь не смогу, дома и-нета нет, так что да простят меня присутствующие.

[Stanislav 0]

Почему не помогает не знаю. В аппликэйшене используют фильтр 390Ом, 0.01мкФ...

Скажите, а какая будет частота среза у такого фильтра? ;)

 

...и картинки у них просто песня, идет сглаживание и сигнал у них не зашумленный, а ломаный получается, сглаженный, а у меня... на картинке все видно.

Прежде, чем лабать, всё же рекомендую не торопясь всё рассчитать.

 

...Точность измерения нужна порядка 1%. Правда с таким сигналом думаю не реально...

Почему не реально? Оченно даже реально. :)

Задайтесь видом входного фильтра. Пусть это будет Баттерворт 2-го порядка. Частоту среза можно выбрать равной нескольким сотням герц (пусть будет 200, к примеру).

На частоте 50 Гц такой фильтр будет вносить ослабление, но на вполне известную величину. ФормУлу навскидку не помню, а выводить лень - найдите самостоятельно и посчитайте. В дальнейшем этот коэффициент нужно будет учесть при вычислении выходного значения.

Фильтр нужно делать из качественных компонентов. Особое внимание следует уделить конденсаторам - керамику X7R, не говоря уже об Y5V применять нельзя - только NPO, а лучше всего - плёнку. Сейчас она производится как в выводном, так и в SMD исполнении (последнее у Panasonic, Wima, AVX посмотреть можно). Иначе параметры фильтра будут сильно плыть с температурой, и коэффициент пропускания на частоте 50 Гц будет меняться, что крайне нежелательно.

Далее, нужно выбрать адекватную частоту дискретизации. Думается, для фильтра с заданными характеристиками достаточно будет 4 К выборок в секунду (вероятно, даже 2 К хватит, но запас лучше сделать).

После оцифровки, окончательно выделить сигнал с частотой 50 Гц можно методами цифровой фильтрации. Такой фильтр совсем не сложен, и может быть реализован даже на 8-битном МК при скорости выдачи результатов измерения порядка нескольких десятков раз в секунду.

 

...Операционники есть MCP6022 rail-to-rail. Подойдут?

Вроде, должны подойти.

Если будет оставаться "лишний" опер, попробуйте сделать фильтр более высокого порядка - это позволит снизить требуемую частоту дискретизации. Ну, или реализовать фильтр 2-го порядка в виде биквадратного звена.

...И какую часоту среза примерно выбрать? Если выбрать в притык, порядка 100Гц, то фаза плывет сильно (около 30-40°), а далеко отодвигать тоже не хочется.

Простите, а при чём здесь фаза? Вам же переменный ток измерять нужно, или я не понял что-то?

 

...Можно использовать подстроечники вместо постоянных резисторов или не желательно?

При достаточном уровне проектирования, подстройка не потребуется.

Готовое изделие нужно будет только откалибровать, причём на температуре, если хотите получить "честные" 1%. Погрешность, вносимую изменением температуры, также учитывать желательно, хотя, для 1% можно попробовать обойтись и без её учёта (во всяком случае, лучше отложите "на потом").

 

...Короче вопросов куча, а ответов мало. Ещебы посмотреть как будет это все выглядеть после фильтра, точнее не так, а как этот фильтр влияет на конечную форму сигнала с таким шумом. Пример работы в картинках или еще как. С программами для моделирования что-то связываться не охота пока ради одного фильтра, может потом когда понравится...

Чтобы "увидеть", придётся связаться, наверное. Иначе потребуется рассчитывать всё вручную (что, по моему мнению, правильно - сам моделяторами в таких задачах практически никогда не пользуюсь). :)

[sera_os 0]

Простите, а при чём здесь фаза? Вам же переменный ток измерять нужно, или я не понял что-то?

Так как автор отсутствует, позволю себе ответить за него.

Было сказано что в схеме присутствует компаратор, и на него подается тот же сигнал. Возможно автору необходимо знать мгновенный ток? Поэтому активный фильтр "не пойдет", ввиду "большого" фазового сдвига (фильтр Баттерворта 2-го порядка на 200Гц внесет сдвиг около 20град! на 50Гц). Возможно, смирится с фазовым сдвигом, и "бороться" програмно. Тут ответ за автором.

[MSprut 0]

Скажите, а какая будет частота среза у такого фильтра? ;)

Частота среза получается порядка 40.8кГц, если я правильно посчитал (Fc = 1/[2*pi*R*C]). Теперь понимаю почему весь мусор пролазит. Вот так и верь врагам на слово.

Прежде, чем лабать, всё же рекомендую не торопясь всё рассчитать.

Попробую пересчитать этот RC фильтр под частоту среза 200Гц, может без активного все будет работать.

А по поводу комплектующих и сам подозревал то нада будет мега качественные, но мне бы лучше, если бы получилось обойтись обычным фильтром, потому что таких качественных и мелких деталей на 1 фильтр я не найду у нас в лесу.

Про сдвиг фазы я увидел в программе расчета фильтров от Microchip, там графики строились по результатам расчета. По большому счету сдвиг фазы мне не очень повредит, потому что нужно знать действующее (или можно среднеквадратическое) значение тока, а вот на измерение cosФи придется забить.

[jam 0]

Частота среза получается порядка 40.8кГц, если я правильно посчитал (Fc = 1/[2*pi*R*C]). Теперь понимаю почему весь мусор пролазит. Вот так и верь врагам на слово.

 

Попробую пересчитать этот RC фильтр под частоту среза 200Гц, может без активного все будет работать.

А по поводу комплектующих и сам подозревал то нада будет мега качественные, но мне бы лучше, если бы получилось обойтись обычным фильтром, потому что таких качественных и мелких деталей на 1 фильтр я не найду у нас в лесу.

Про сдвиг фазы я увидел в программе расчета фильтров от Microchip, там графики строились по результатам расчета. По большому счету сдвиг фазы мне не очень повредит, потому что нужно знать действующее (или можно среднеквадратическое) значение тока, а вот на измерение cosФи придется забить.

Насколько я понял, надо сравнить по фазе ток с напряжением и взять их амплитуду. Обойтись можно и обычным фильтром, только надо их два - и в канал тока и в канал напряжения. Как показала практика, суммарный сдвиг фазы будет меньше 1% даже без суперточных деталей (брались 5% WIMA конденсаторы и 1% резисторы), надо брать их только из одной коробки.