Измерение амплитуды переменного напряжения?

Добрый день. Как бы Вы стали микроконтроллером измерять амплитуду переменного напряжения. Цель - найти резонанс контура.Желательно интегральное решение :)

0

Сообщение от Shoyimm Добрый день. Как бы Вы стали микроконтроллером измерять амплитуду переменного напряжения. Цель - найти резонанс контура.Желательно интегральное решение :)

А в чем проблема? Выпрямляйте и подавайте на вход АЦП.

0

Понятно. Чем выпрямлять? Сейчас экспериментирую с AD8361 в режиме низких частот, но немножко не уверен в правильности решения, поэтому и интересуюсь. Если диодами выпрямлять, то получится ошибка - падение на каждом из диодов, ведь амплитуда напряжения не 220, а примерно 5 вольт - это, как минимум, 12%, как ее учитывать, пока непонятно. Также снижение чувствительности на малых амплитудах.

0

Ну так и надо спрашивать. :) Для разных диапазонов ходных напряжений и
для разных частот измеряемого сигнала обычно есть разные схемы. Т.е. померять
милливольт мегагерца и померять мегавольт миллигерца - это делается по-разному.
Даже если на выходе нужна одинаковая относительная точность измерений.

0

Боян. Смотрим сюды, раздел Нелинейные системы/прецизионный выпрямитель.

0

Запугали товарища :)

Итак,

Сообщение от Shoyimm Цель - найти резонанс контура.Желательно интегральное решение :)

Уточните задачу. Форма сигнала (предположительно синус). Диапазон частот. Диапазон амплитуд. Требуемая точность (или хоть какие-то рассуждения по этому поводу).
И поясните, плз, что Вы имеете в виду под "интегральным решением". Поясню. Или Вы хотите, чтобы схема была реализована на интегральных микросхемах. Или имеете в виду интегральные оценки амплитуды сигнала. ИЛИ ГДЕ?

От ответов на эти вопросы схема может измениться от обычного пикового детектора на диоде, конденсаторе и достаточно большом входном сопротивлении АЦП и до нескольких операционников, на которые указал уважаемый Гарнист.

Ну, а чтобы Вас не слишком пугать, скажу, что 5 В подавать на пиковый детектор из одного диода вполне можно. Вопрос в точности и линейности в диапазоне входных напряжений.

1

Сообщение от drvtos Запугали товарища :) Итак, Сообщение от Shoyimm Цель - найти резонанс контура.Желательно интегральное решение :)

Уточните задачу. Форма сигнала (предположительно синус). Диапазон частот. Диапазон амплитуд. Требуемая точность (или хоть какие-то рассуждения по этому поводу).
И поясните, плз, что Вы имеете в виду под "интегральным решением". Поясню. Или Вы хотите, чтобы схема была реализована на интегральных микросхемах. Или имеете в виду интегральные оценки амплитуды сигнала. ИЛИ ГДЕ?

От ответов на эти вопросы схема может измениться от обычного пикового детектора на диоде, конденсаторе и достаточно большом входном сопротивлении АЦП и до нескольких операционников, на которые указал уважаемый Гарнист.

Ну, а чтобы Вас не слишком пугать, скажу, что 5 В подавать на пиковый детектор из одного диода вполне можно. Вопрос в точности и линейности в диапазоне входных напряжений.

Диапазон частот 500 - 1500 кГц. Диапазон амплитуд 0 - 3.3 вольта (напряжение питания схемы). Синус (AD9834). Под интегральным решением подразумеваю микросхему. Точность результата хотелось бы +-10 герц. Спасибо.

0

Сообщение от Shoyimm Точность результата хотелось бы +-10 герц. Спасибо.

Дружище, Вы, как мне показалось, хотели измерять напряжение (амплитуду)...

Пробую фантазировать. Изменяется частота (кем, как быстро?), а Вы, измеряя напряжение, ищете максимум и отмечаете, на какой частоте это происходит. Так?
Конечно, очень важно ответить на выделенные мною вопросы. Но, в первом приближении, Вас может устроить обычный пиковый детектор (диод и емкость), параметры которого выбираются исходя из скорости изменения частоты (чтобы постоянная разряда конденсатора была достаточно малой и Вы успели увидеть огибающую). И не парьтесь с напряжением на диоде. Это не тот случай.

0

Сообщение от drvtos Сообщение от Shoyimm Точность результата хотелось бы +-10 герц. Спасибо.

Дружище, Вы, как мне показалось, хотели измерять напряжение (амплитуду)...

Пробую фантазировать. Изменяется частота (кем, как быстро?), а Вы, измеряя напряжение, ищете максимум и отмечаете, на какой частоте это происходит. Так?
Конечно, очень важно ответить на выделенные мною вопросы. Но, в первом приближении, Вас может устроить обычный пиковый детектор (диод и емкость), параметры которого выбираются исходя из скорости изменения частоты (чтобы постоянная разряда конденсатора была достаточно малой и Вы успели увидеть огибающую). И не парьтесь с напряжением на диоде. Это не тот случай.

Да, пардон, немного сумбурно :) Торопился. Именно так, прогоняется сетка частот с помощью AD9834. Отклик контура выпрямляется и измеряется на АЦП. По наивысшему уровню принимается решение о резонансе и выводится частота. Собрал устройство, но при повторных измерениях точность частоты плавает ~100 герц. Хотелось бы уменьшить. Попробую собрать детектор, но мне очень не хочется где-то брать отрицательное напряжение, а пытаться реализовать виртуальный ноль на 3.3 вольтах, наверное, не получится.

0

Сообщение от Shoyimm Да, пардон, немного сумбурно :) Торопился

Многодневная переписка быстрее? Какое отрицательное напряжение? Изобразить схему можешь? Тот фрагмент, где синус выпрямляется и подается на АЦП. Тогда можно и обсудить, ИМХО.

0

Я бы для таких целей собрал простой частотомер и всё. Тем более тут частоты не выше 1,5 МГц - измерить их труда не составит.

0

Добрый день. Простите за паузу, был в работе.

2drvtos


Схема на рисунке. +после AD8361 воткнул неинвертирующий усилитель в 3 раза, так как с нее выход 1 вольт, а опорное напряжение на АЦП - 3.3.

Система работает, но затыки в том, что:

1) напряжение на выходе AD8361 плавает +/- 3мв, как раз один мой разряд. Выглядит это примерно так:
Допустим, резонанс на 1МГц. Прохожу этот диапазон и получаю следующее:
970 кГц 2500 мВ
...
980 - 2600 мВ
...
990 - 2800 мВ
991 - 2803 мВ
992 - 2803
993 - 2800
994 - 2803
995 - 2800
996 - 2803
997 - 2803
998 - 2800
и т.д.

Если бы этой плавучести не было, я бы просто сложил все частоты, на которых получились максимальные значения и разделил бы на их количество, получил бы частоту в середине и, наверное, мне было бы достаточно. Но как в моем случае быть, пока не знаю. Сейчас нахожу резонанс методом вилки, то есть ищу определенную амплитуду слева и справа от резонанса, складываю частоты, на которых они получены и делю пополам. Точность ~60 герц получается. В принципе, нормально, но хотелось бы большего.

2) при прохождении вершины резонанса имею много частот с одним и тем-же (плавающим) результатом преобразования. Я понимаю, что уперся в разрядность АЦП, но даст ли мне выигрыш увеличение разрядности из-за плавающей величины с AD8361?

Посмотрите, может что-то бросится в глаза.

С пиковым детектором на операционнике. Пытался собрать схемы, как на рисунке:


Но в наличии есть только AD8055, вроде, достаточно скоростной. Как-то результата я не добился. Вообще мой операционник способен работать в данном устройстве?

2 OTPINE
Мне надо измерять не частоты, а амплитуду напряжения на резонансном контуре.

0

Сообщение от Shoyimm Схема на рисунке. +после AD8361 воткнул неинвертирующий усилитель в 3 раза, так как с нее выход 1 вольт, а опорное напряжение на АЦП - 3.3.

Я посмотрел на AD8361 - это же готовый детектор (да еще и среднеквадратического значения). На его выходе вполне постоянное напряжение и никаких пиковых детекторов не надо. Прошу прощения, что не разобрался сразу.

Схема немного мутновата. Что там за вывернутый наизнанку повторитель между контуром и AD8361? Сигнал, как я понимаю, идет в другую сторону (слева направо)?

По диапазону сигнала тоже непонятка. В даташите картинка, в которой входному напряжению 0,4-0,5 В (СКЗ) соответствует насышение по выходу на уровне чуть ниже 3 В. В каком диапазоне Вы работаете? Если "максимум 1 вольт, как написано на схеме, то это уже много. И зачем дополнительный усилитель перед входом АЦП?
То есть, как я понимаю, Вы эти вопросы уже решили (хоть тестером измерили напряжение с выхода AD8361?) - но нам представили картинку с непонятками.
И анализировать неизвестно что... Мы-то насоветуем :) Но лучше четко ставить вопросы. ИМХО.

А с плаванием - есть несколько идей. Можно и усреднять (уменьшая скорость развертки по частоте), можно и середину искать разными способами... Но до этого лучше представить картинку получше.

0

С повторителем затупил :) Copy-Paste ^)

Сигнал выходит с генератора AD9834, амплитудой ~0.6 вольт. Далее - повторитель, для согласования и чтоб мощность для контура давал.
Трансформатором на входе в контур мы амплитуду 0.6 вольт усиливаем примерно в шесть раз. На частоте, которая зависит от переменной емкости возникает резонанс напряжения.
С выхода контура напряжение делим так, чтобы максимальная амплитуда в резонансе не превышала 390 RMS милливольт (так хочет AD8361).

Да, вольт - это много, но я сейчас еще раз заглянул в даташит, у меня на выходе 8361 примерно 1 вольт напряжения в максимуме - это значит, что на входе ~130 мВ... Значит я эту микросхему недогружаю. Надо завтра напряжения уточнить... Пропустил :(

А операционник ставил, чтобы этот вольт с выхода 8361 растянуть до трех вольт, чтобы по максимуму использовать диапазон АЦП, у которого опорное напряжение 3.3 вольта.



Пробовал середину искать по максимуму значения на АЦП - ошибка ~200 герц, а "вилкой" = ~60 герц. Это я о повторяющихся измерениях. Насколько одно от другого отличается. Усреднение конечно пробую, но они достаточно хорошо тормозят процесс.

PS Да, кстати, спасибо за Ваше мнение :)

0

Сообщение от Shoyimm Значит я эту микросхему недогружаю. Надо завтра напряжения уточнить...

Это раз. Обязательно убедитесь, что (важная) микросхема преобразователя переменного напряжения в постоянное работает в режиме.
Более того. Остановите свинг на частоте резонанса (если это возможно, ИСТЕСНА). И посмотрите, что дает серия чтений из АЦП. Я допускаю, что собственные шумы схемы (включая и преобразователь напряжения) создают больше шумов, чем АЦП. Ежели я прав, то ничего кроме усреднения Вы не сделаете (ну, кроме уменьшения шумов схемы, но я не знаю, что там можно сделать).
Еще раз, а то я одним глазом футбол смотрю, выражаюсь сумбурно: Источником плавающих кодов могут быть как шумы ДО входа АЦП, так и собственные шумы АЦП. Все, что до входа (ВЧ-часть + детектор) - оцените, остановив свинг, а потом лечите, сколько можете. Когда все исчерпано - тогда вступает в силу великая сила УСРЕДНЕНИЯ.
А шумы АЦП (не верю, что в них дело, но все же) - описаны методы торможения процессора на время преобразования, хоть я и не пробовал. Но во всех своих проектах ВСЕГДА усредняю хоть чуть-чуть.

Сообщение от Shoyimm Усреднение конечно пробую, но они достаточно хорошо тормозят процесс.

Это еще надо смотреть. Каковы граничные требования? Насколько важно улучшить стабильность показаний? И т.д., и т.п...

Сообщение от Shoyimm А операционник ставил, чтобы этот вольт с выхода 8361 растянуть до трех вольт, чтобы по максимуму использовать диапазон АЦП, у которого опорное напряжение 3.3 вольта.

Ну, с учетом п.1 он Вам может и не понадобиться :)

0