Свежие обсуждения
Измерения

Дизайн народного RLC-метра (RLC-3)

1 20 174

Alexkuz: ...Требуются формулы (включая БПФ ...
Почему, кстати, никто не пользует БПФ? Если не изменяет память для его использования необходим набор данных n=2^k и считается оно много быстрее простого ПФ.

 

Подозреваете совершенно напрасно, проект открытый, любой желающий может внести посильный вклад и любой человек может использовать опубликованные на форуме результаты.

Да, всё верно, коэффициенты A,B,C и D определяются из преобразованием Фурье входных данных U0(i) и Ux(i) для частоты w, только в программе A,B,C и D переобозначены на х1, х2, х3, х4, а U0(i) и Ux(i) - на x[i] и y[i], мне было так удобнее. Ниже приведен фрагиент из упомянутой программы для расчета коэффициентов Фурье на конкретной частоте.


for(i=0;insamples;i++)
{
x1=x1+x[i]*costab[i];
x2=x2-x[i]*sintab[i];
x3=x3+y[i]*costab[i];
x4=x4-y[i]*sintab[i];
}

Что ж вы, формулы из вузовского курса электротехники распознали, а преобразование Фурье не смогли ? Или в вузе ПФ уже не давали?

 

П210: Почему, кстати, никто не пользует БПФ? Если не изменяет память для его использования необходим набор данных n=2^k и считается оно много быстрее простого ПФ

Народ, ну не будьте в плену заблуждений! Ну зачем там БПФ, если нужны коэффициенты разложения для одной-единственной частоты?

 

GM: Да, всё верно, коэффициенты A,B,C и D определяются из преобразованием Фурье входных данных U0(i) и Ux(i) для частоты w, только в программе A,B,C и D переобозначены на х1, х2, х3, х4, а U0(i) и Ux(i) - на x[i] и y[i], мне было так удобнее. Ниже приведен фрагиент из упомянутой программы для расчета коэффициентов Фурье на конкретной частоте.

for(i=0;insamples;i++) {
x1=x1+x[i]*costab[i];
x2=x2-x[i]*sintab[i];
x3=x3+y[i]*costab[i];
x4=x4-y[i]*sintab[i];
}

Теперь все более или менее понятно.
У меня только единственный вопрос, но вначале некоторое отступление.
Я в свое время занимался исследованием турбулентности в пограничном слое и, в частности, ее спектральными характеристиками. Написал несколько программ по спектральному анализу, но не для одной единственной частоты W, как у Вас, а для диапазона частот. В программах, в частности, я использовал цифровой фильтр, который отсекал все амплитуды частот ниже 1/(Т/2), где Т-длина реализации по времени. Кроме того, вычисление спектральной плотности велось с использованием окна Хэмминга, чтобы убрать все краевые эффекты.
Вопрос: Вы действительно не использовали никаких фильтров и окон, и приводимые Вами формулы вполне достаточны (по крайней мере, с практической точностью) для вычисления R, C и L? Если это действительно так, то вопросов больше нет.
Есть предложение по конструкции самого прибора.
1. Прибор автономный и с LCD (или иным) индикатором.
Преимущества: взял прибор, померил что нужно и убрал.
Недостатки: достаточно навороченный микроконтроллер, усложненная конструкция, обязательна печатная плата, а все это стоит денег.
2. Прибор работает с компьютером, связь, например, по COM-порту.
Преимущества: простой и дешевый микроконтроллер (об АЦП, к сожалению, такого сказать не могу), простая до примитивизма конструкция, которую может сделать любой радиолюбитель на макетке, т.е. отсутствие печатной платы. При использовании встроенных в микроконтроллер двух АЦП и ЦАП (типа C8051F061/3) плата существенно упрощается. Кроме того, в компьютере вычисление R,L и C производятся очень быстро, а поэтому можно увеличить количество точек в измеренных массивах U(i) и I(i) (до 2-4 тысяч) и, как следствие – увеличить точность. Для справки: передача 2-х массивов по 6 Кб, т.е. 12 Кб ( U(i),I(i) – 2*2000*3байта ) на скорости 115 Кбод (12 Кб/сек) займет 1 секунду. Я о такой конструкции уже где-то читал, но там максимальная измеренная емкость была ниже 200 мкф.
Недостатки – наличие компьютера (но, по-моему, у всех участников форума он есть ).

 

Рад, что теперь вам всё стало более-менее понятно. В следующий раз будьте более внимательны к тому, что предлагают другие участники форума, не надо сходу говорить, что никакой математики нет...и программа никакая...

Alexkuz: Вы действительно не использовали никаких фильтров и окон, и приводимые Вами формулы вполне достаточны (по крайней мере, с практической точностью) для вычисления R, C и L? Если это действительно так, то вопросов больше нет

Чёрт побери, похоже вы в плену своего несгибаемого мышления . Вы ж сами сказали, что это формулы из институтского курса электротехники, а теперь что, стали сомневаться? Формулы абсолютно точные, можете пользоваться, не задумываясь.

Что касается фильтров и окон. Если грамотно выбрать измерительную частоту и время выборки, то краевые эффекты будут нулевые. Для этого надо просто-напросто выбрать целое число выборок на период выбранной частоты, ну и обрабатывать целое число периодов. Вследствие такого выбора появляется много преимуществ в процессе вычислений. Ну, а раз нет краевых эффектов, то и окна не нужны.

 

Alexkuz: 2. Прибор работает с компьютером, связь, например, по COM-порту.
На такую реализацию я вроде давал ссылку:
http://cqham.ru/RLC_usb.htm - Измеритель RLC USB
Эта конструкция сейчас активно обсуждается на ихнем форуме. Автор планирует скоро сделать еще одну измерительную частоту 50кГц.

 

GM: К сведению всех заинтересованных, нашёл-таки офигительно дешёвый вариант, реально народный вариант на ATmega8535, вся аналоговая часть похоже сжалась до 4-х операционников и двух нч-фильтров. В теории должен мерять |Zx| от 0,01 Ома до 100 МОм. Вот сижу, чешу репу и думу думаю, ну не бывает таких простых решений, а где засада, не могу понять...

На принципиальную схему глянуть можно?
Может, кто и подскажет где засада.

 

GM: Чёрт побери, похоже вы в плену своего несгибаемого мышления . Вы ж сами сказали, что это формулы из институтского курса электротехники, а теперь что, стали сомневаться? Формулы абсолютно точные, можете пользоваться, не задумываясь.

Я, вероятно, не совсем правильно сформулировал свой вопрос по поводу формул: я имел ввиду не формулы электротехники (что уж там сомневаться, это классика), а Ваши формулы, приведенные в программе по вычислению x1-x4 (A-D), и их применение к вычислению R,L и C. Более конкретно, сомнения вызвали их простота и отсутствие фильтров и окон. Эти сомнения, похоже, Вы развеяли последним ответом, что фильтры и окна не нужны.
Попытаюсь реализовать Вашу идею на C8051F061 с одним операционником. Посмотрим, что получится.

vlad5: На такую реализацию я вроде давал ссылку:
http://cqham.ru/RLC_usb.htm - Измеритель RLC USB

А Вы видели его схему? Одного взгляда на нее достаточно, чтобы отбить всякое желание ее делать.

 

Link: На принципиальную схему глянуть можно? Может, кто и подскажет где засада
Блок-схема на первой странице, вместо внешних АЦП и МК надо поставить ATmega8535. Принципиальной схемы пока нет, поскольку надо выбрать конкретный тип ОУ с минимально-возможным током утечки, другими словами, чтобы входное сопротивление ОУ было не менее 1000 МОм и чтобы он был доступным.

 

GM: надо выбрать конкретный тип ОУ с минимально-возможным током утечки, другими словами, чтобы входное сопротивление ОУ было не менее 1000 МОм и чтобы он был доступным.
В моей дерёвне TL082 доступный вариант, думаю если есть у нас то он есть везде. Входное сопротивление у этого ОУ 10^12Ом.
Вопрос, почему Atmega8535?
К примеру в Atmege8 есть шестнадцати разрядный таймер тоже, и АЦП десятиразрядный.
Просто если у Вас есть возможность реализовать программу на Atmege8 и TL082, я могу всё это загнать в программу симулятор типа Протэус и посмотреть на результаты измерений. Жаль я в программировании (впрочем как и в аналоговом) не силён.