Измеритель RLC-2

Почему тоже? На диапазоне 100 герц весь спектр от 100-30=70 Гц до 100+30=130 Гц пройдёт через СД, перейдёт в полосу НЧ 0-30 Гц (левая половина спектра [70-100] и правая половина спектра [100-130] сложатся вместе) и попадёт в АЦП, где дополнительно проинтегрируется.

GM: Тадас, внимательно слушаем.

Извиняюсь перед обществом, но это я по ошибке не туда щёлкнул 
Тему почитываю без особого вникания.

Спасибо, GM, по полосе синхронного детектора понятно, почитал еще на эту тему. Я так понимаю, это полоса по уровню 3 дБ, так что с полосой 30 Гц, помеха 50 Гц не сильно подавится. А как изменится полоса с учетом того, что сигнал дополнительно проинтегрируется в АЦП? 

Еще по ссылке, что я давал выше, пишут:

Частотно-избирательные свойства синхронного детектора можно существенно улучшить, используя вместо интегрирующей RC-цепочки фильтр нижних частот более высокого порядка. Так, с фильтром второго порядка можно получить частотную характеристику такую же, как и при использовании для частотной селекции фильтра с двумя связанными контурами. Фильтр четвертого порядка даст тот же эффект, как и фильтр сосредоточенной селекции с четырьмя контурами. На рис. 3 показан пример схемы активного фильтра второго порядка, который можно применить вместо интегрирующей RC-цепочки.Полоса пропускания такого фильтра

df=1/(2*PI/RC)

Рис.3

АК: Спасибо, GM, по полосе синхронного детектора понятно, почитал еще на эту тему. Я так понимаю, это полоса по уровню 3 дБ, так что с полосой 30 Гц, помеха 50 Гц не сильно подавится. А как изменится полоса с учетом того, что сигнал дополнительно проинтегрируется в АЦП? 

Полоса не изменится, полоса определяется фильтром синхронного детектора. Какие-то спектральные составляющие компенсируются, но если это шум, по теореме Парсеваля, это будет sqrt(s^2 + s2^2 + . . . +sn^2), где s_i -спектральные составляющие в полосе СД.

50 Гц хорошо подавятся в ацп двойного интегрирования, поскольку время интегрирования выбрано кратным периоду 50 Гц.

Я, кстати, никак не могу понять, зачем вам быстрое измерение выхода СД? При полосе 30 Гц время установления порядка 32 мс, при полосе 300 Гц - порядка 3 мс. Ну сделаете вы измерение быстро, куда его потом? У вас же нет усреднения по измерениям. На дисплей? Показания мельтешить будут. Где логика?

АК: Частотно-избирательные свойства синхронного детектора можно существенно улучшить, используя вместо интегрирующей RC-цепочки фильтр нижних частот более высокого порядка.

Да, можно. Но даже если будет идеальный фильтр, всё что попало в полосу СД, пройдёт на АЦП.

Здесь самое смешное - у вас фильтр стоит ДО СД. Или вы планируете поставить ещё два фильтра после ключей СД?

Вы не ответили на пару мелких вопросиков. Зачем поставлены резисторы R3 и R4 по 1 кОм, причем с точностью 1%? Зачем стоят резисторы R11 и R12 по 1 МОм?

GM: Вы не ответили на пару мелких вопросиков. Зачем поставлены резисторы R3 и R4 по 1 кОм, причем с точностью 1%?

В авторской схеме R3, R4 не помечены как 1%. Какую схему Вы смотрели? Схем от разных участников было нарисовано много. Назначение этих резисторов скорее всего, чтобы с отстыкованными разъемами зажимов Кельвина состояние прибора было близко к состоянию OPEN зажимов Кельвина, иначе на входах будут наводится помехи и показания будут мельтешить. Вот сейчас отстыковал Кельвины в своем приборе, на индикаторе емкость 0,04 пФ. На результаты измерения эти резисторы практически не должны влиять.

GM: Зачем стоят резисторы R11 и R12 по 1 МОм?

Скорее всего, чтобы через них заряжались/разряжались C6 и C7 при подаче или отключении напряжения смещения (Ubias) 0-30 вольт. 

GM: Я, кстати, никак не могу понять, зачем вам быстрое измерение выхода СД? При полосе 30 Гц время установления порядка 32 мс, при полосе 300 Гц - порядка 3 мс. Ну сделаете вы измерение быстро, куда его потом? У вас же нет усреднения по измерениям. На дисплей? Показания мельтешить будут. Где логика?

У прибора есть режим отладки, когда можно смотреть числа АЦП в статике, это когда время установки показаний СД не ограничено. Эти показания можно сравнить с работой в динамике, когда время отводится фиксированное, я не помню сколько мс, надо искать. Так вот с конденсаторами в детекторе 0,1 мкФ показания в статике и в динамике заметно отличаются. С конденсаторами 0,01 мкФ отличие небольшое, всего 2...3 единицы в младшем разряде. И эти несколько единиц младшего разряда могут исказить результаты измерения. 

За отведенные четыре промежутка времени прибор делает 4 измерения, потом эти 4 числа поступают в микроконтроллер, где с ними производятся расчеты. Если, например, первое число было большим, а следующее маленькое, то из-за недоразряда конденсаторов в СД при втором измерении, первый результат завысит второй. Приблизительно так. Или я чего-то не понимаю, или Вы меня не понимаете.

GM-

Народ,

мне кажется не стоит ставить фильтр гармоник после двух ОУ. Операционники не идеальные, в них гармоники уже наплодили кучу продуктов, что не есть гуд для точности. Лучше уж поставить фильтр на выходе генератора синуса, а существующий фильтр с переключаемой полосой убрать.

Или давайте я вам схемку нарисую генератора на МК, выдающего синус 100/1000/10000 Гц и два квадратурных меандра для синхронных детекторов. Плюс LC-фильтр для подавления гармоник. Ну и плюс программу для МК представлю.

Ещё одна мелкая поправка по китайской схеме. В фильтрах синхронных детекторов стоят конденсаторы С30, С31 по 0.01 мкФ. Полоса у фильтров получается 300 Гц, RLC2 на 100 герцах работать не будет, а на 1000 будет работать через пень-колоду. Надо чтобы С30, С31 были по 0.1 мкФ, тогда полоса СД будет порядка 30 Гц. 

Нарисовать схему генератора синусоиды  на МК   ATmega xxxx или на  PIC18Fxxxx и мы можем. Как вот только в ПО МК этот генератор воткнуть? Поконкретнее что нибудь нарисуйте. Например -новую программу разработайте для нового контроллера PIC16F1788-I/SP (SDIP)-28 -3канала -DAC по 5bit и ADC-12bit на  который мы хотели PIC16F876 заменить.

GM: При полосе 30 Гц время установления порядка 32 мс, при полосе 300 Гц - порядка 3 мс.

Как Вы считаете это время? T=R*C надо еще на что-то умножить, Вы умножали на 6? 
Пишут, что за время 6*T конденсатор недозарядится приблизительно на 0,25%. Так что в нашем случае лучше иметь меньше постоянную времени RC цепочки, чтобы за время отведенное для измерения недозарядить конденсатор как можно меньше.  

skb4: Нарисовать схему генератора синусоиды  на МК   ATmega xxxx или на  PIC18Fxxxx и мы можем. Как вот только в ПО МК этот генератор воткнуть? Поконкретнее что нибудь нарисуйте. Например, новую программу разработайте для нового контроллера PIC16F1788-I/SP (SDIP)-28 -3канала -DAC по 5bit и ADC-12bit на  который мы хотели PIC16F876 заменить.

Тут есть несколько нюансов.

1) Давным-давно, в начале темы, Олег GO меня попросил не лезть со своей критикой в их разработку. Я и не лезу, только спрашиваю.

2) Иногда, по инерции, читаю тему по-диагонали. Без фанатизма.

3) Дядя ЮХа долго старался, но всё-ж-таки отбил у меня охоту выступать на форуме. Ну, если вы заметили, я практически не выступаю, так, почитываю слегка по старой памяти.

4) Форуму в целом и многим его участникам я многим обязан, хотел бы как-то "отплатить" в хорошем смысле, ну когда одна сторона дарит, а другая отдаривает...

Ну вот, почитал я последние страницы темы, посмотрел на фильтр перед СД и мне стало ясно, что делаются некие навороты, которые идут во вред хорошему прибору. Захотелось как-то помочь сообществу. Вот как с учетом сих нюансов возник мой пост.

Это всё было лирическое отступление, теперь по делу.

Я не собирался менять или переписывать программу, только заменить генератор с фильтром на переключаемых конденсаторах на более простой, который вырабатывает добротный чистый синус (один выход), выдаёт два меандра на СД (два выхода), принимает два управляющих сигнала от вашего пика (два входа) и всё! Ну может пара ножек у пика высвободится. Всё это я могу сделать один, но проверить на реальном приборе не могу, у меня и прибора-то такого нет. Значит нужны соратники, помощники, а их что-то не видно.

Насчёт пиков. Пару лет писал для них программы и на си и на ассемблере. Ещё пару лет плевался на этот пик :-). Фиговый контроллер этот ваш пик, туповатый, без искры озарения.

По поводу программы. Недавно получил запрос на создание широкополосного измерителя импеданса. Можно будет измерять параметры R, L и C на любой частоте от 1 кГц до 1000 кГц. Уже купил пару синтезаторов в чайне и АЦП 24 бита. Очень адекватный и не жадный заказчик, возможно смогу частично опубликовать здесь какой-нибудь промежуточный вариант.

И последнее. Прошу вас нарисовать схему генератора синусоиды  на PIC18Fxxxx вместе с меандрами для СД, написать программу и показать мне.

АК: Как Вы считаете это время? T=R*C надо еще на что-то умножить, Вы умножали на 6? 

Считаю как все, частота среза=1/(2*пи*RC). Первый попавшийся сайт [http://tel-spb.ru/rc.html].

АК: Пишут, что за время 6*T конденсатор недозарядится приблизительно на 0,25%. Так что в нашем случае лучше иметь меньше постоянную времени RC цепочки, чтобы за время отведенное для измерения недозарядить конденсатор как можно меньше.  

Александр, вы упорно подгоняете задачу под ответ. У вас нет задачи зарядить или недозарядить конденсатор. Ну и шут с ним, что он недозарядился.

RC-цепь это линейное устройство, через которое вы пропускаете свои четыре сигнала. Больше скажу, в итоге вы берёте отношение двух чисел, полученных из этих сигналов, так что зачем толковать о заряде-недозаряде-переразряде?.. Почитайте о прохождении сигналов через линейные цепи. Например, в учебнике Баскакова или Котельникова.

Кстати уж, раз пошёл такой разговор. Меня вот всегда умиляло, когда вы говорили о том, чтобы в интеграторе число доходило до 10000, ни в коем случае не до 9998 или 9995. Ерунда это всё, чуток диапазон сузится на 0.001%, зато не будет всех этих разговоров про 10000. Вы же отношение двух модулей берете, отношение будет тем же самым при любом заряде кондея.

GM: Ну и шут с ним, что он недозарядился.

Я остаюсь при своем мнении. Дело в том, что в зависимости от того, до какого напряжения зарядился конденсатор во время предыдущего измерения, это по разному может повлиять на следующее измерение. То есть, в одном случае мы получим увеличение уровня по сравнению с истинным значением, в другом уменьшение. А вовсе не изменение всех измерений в одну сторону на одинаковый процент (в таком случае конечно же отношение двух величин осталось бы неизменным). 
По последнему вашему абзацу, лучше давайте ссылку, где я что говорил про 10000, много лет прошло. 

GM: Считаю как все, частота среза=1/(2*пи*RC). Первый попавшийся сайт [http://tel-spb.ru/rc.html].

Это частота, а я спрашивал про время установления, 32 мс, при полосе 300 Гц - порядка 3 мс по Вашим расчетам. А понял, Вы брали период для частоты среза и принимали его временем установления? Но на самом деле установление напряжение на этом не заканчивается.