Дизайн народного RLC-метра (RLC-3)

Всё ровно надо ЦАП делать на МК пусть он хоть будет DDS c R-2R матрицей, шум при синхронном детектировании не вносит существенной погрешности в измерения. Просто надо дольше накапливать результат.
Так я про это и говорю, и все про это еще в ветке по RLC-2 говорили - генератор на МК. На отдельном. Он и обеспечивает квадратурные сигналы. 12-битный DAC потому, что с синхронными интегрирующими детекторами есть проблема старших гармоник. А вариант с tiny45, несмотря на простоту, не даст квадратурных сигналов - ног у него нет, нужно для управления частотой и пара квадратурных, или управление частотой и фазой и выход хотя бы фазы. Эту проблему можно обойти несколько извратным способом, но вот нужно ли - не знаю. Хотя да, красиво, даже если не будет 16, а хотя бы те же 12 бит.
В классической схеме измерения импеданса нет необходимости одновременно измерять напряжение и ток. Просто интегрируют и измеряют напряжение при 0гр и при 90гр семплировании, потом ток при 0гр и при 90гр семплировании.
Так даже и одновременно квадратуры считать не нужно, просто раздельно это дольше, все делается за четыре прохода против двух. Если ограничиться 1 kHz, то да, встроенный успеет взять квадратурные выборки. Но, опять же - 10 битов это все ж маловато, и 7 + 10 битов - тоже мало. Уже существующее решение на dsPIC именно так и работает, но результатами не блещет, увы (а у них PGA дает 12 бит плюс 10 бит ADC). Я чуть подправил свой предыдущий пост по E7-22, может, будет интересно ? Вот я только не соображу - у них ADC сразу делает две квадратурные выборки, или это выбирается попеременно хостом ? Из схемы это неочевидно..

rx3apf: Из схемы это неочевидно..
Может, дадите ссылку на принципиалку, а то поисковик только прайсы выдаёт.

Link: Вы хотите напрямую умножать оцифрованный синус с ЦАП на опорный синус или косинус. Если частота синуса ЦАП и синуса в МК будет отличаться, то результат произведения будет равен sin(2*pi*f1)*sin(2*pi*f2)=1/2*(cos(2*pi*f1-2*pi*f2)- cos(2*pi*f1+2*pi*f2)). Это выражение распространяется также на все гармоники приходящие на вход МК для дальнейшего умножения. Так что без цифрового фильтра в МК не обойтись, а скорость процессора в МК не позволит задействовать приемлемый алгоритм фильтрации результата произведения

Ну, во-первых чего бы это "частоте синуса ЦАП и синуса в МК" отличаться? МК производит синус, МК этот синус обмеряет, откуда возьмётся отличие?

Во-вторых, делается не "умножение оцифрованного синуса с ЦАП на опорный синус или косинус", а вычисление коэффициентов А и В преобразования Фурье входного сигнала для заданной частоты, скажем, 1 кГц. Если во входном сигнале есть частота 1 кГц, то коэффициенты А(1) и В(1) будут отличны от 0.

В-третьих, все гармоники входного сигнала, скажем для i=2, 3, 4,.. будут иметь свои собственные коэффициенты разложения A(i) и B(i) и они никакого отношения к А(1) и В(1) не имеют.

В-четвёртых, преобразование Фурье для N=1000, Fs=10 ksps даёт разрешение по частоте Fs/N=10 Гц, т.е. можно различить два сигнала равной амплитуды, отстоящие на 10 Гц по частоте, какая к шутам цифровая фильрация? Какой нужно сгородить цифровой фильтр, чтобы добиться такой полосы пропускания? И шумы надо рассматривать именно в такой полосе.

Может, дадите ссылку на принципиалку, а то поисковик только прайсы выдаёт.
Опять я наврал - прибор зовется E7-21 !
http://forum.cqham.ru/download.php?id=26764
http://forum.cqham.ru/download.php?id=26763

С первыми двумя аргументами я согласен, сам не знаю с чего я взял что Вы хотите умножать сигнал на опорный синус.
По третьему аргументу тоже соглашусь, не могу опровергнуть.
Да и нет особой нужды, потому-то четвёртый аргумент существенней влияет на достоверность измерений.

GM: В-четвёртых, преобразование Фурье для N=1000, Fs=10 ksps даёт разрешение по частоте Fs/N=10 Гц, т.е. можно различить два сигнала равной амплитуды, отстоящие на 10 Гц по частоте.
Неуверен.
Откуда эти формулы?

Обратите, пожалуйста, внимание на конечность времени измерения, всего 1000 отчётов. Преобразование Фурье предусматривает интегрирование от минус бесконечности до плюс бесконечности. Если количество отчётов конечно в Вашем случае 1000 штук, то самая большая неприятность – это рассеяние, это “просачивание” сигнала на соседние частоты спектра. Посмотрите внимательно на АЧХ ЦАП которую я приводил на предыдущем листе. Сигнал с ЦАП оцифрован 24 разрядным АЦП по 32768 точкам. В идеале если бы преобразование производилось бесконечно долго то тогда и только тогда на частоте 1кГц амплитуда была бы ровненькой линией, а на самом деле из-за конечности времени измерения (32768точек) появляется рассеивания (размазывание) результата на соседние частоты. Я не смог найти формулу, по которой можно рассчитать насколько исказится (размажется) измеренный сигнал, но из графика АЧХ видно, что 24разрядный АЦП не спасает. Может я чего-то всё-таки не понимаю, но как по мне - только увеличение времени измерения приводит к увеличению точности измерения. С этим справляется аппаратный синхронный интегратор.

Я теперь вообще не вижу разницы между интегрированием пиковых выборок сигнала с помощью синхронных детекторов и преобразованием Фурье. Всё тоже только реализовано одно аппаратно, а преобразование Фурье программно.

rx3apf: Опять я наврал - прибор зовется E7-21 !
Есть всё, кроме принципиальной схемы!

Есть всё, кроме принципиальной схемы
Как так ? В одной ссылке - инструкция, в другой паршивого качества сканы перечня элементов в .jpg и четыре листа принципиальной схемы в .pdf.

Всё допёр, я смотрел только на первый лист в pdf.

Link: Недостаток всех ЦАП, основанных на DDS заключается в том, что гармоники порождаеммые ЦАПом лежат как выше, так и ниже генерируемой частоты, что существенно усложняет дальнейшую фильтрацию полезного сигнала. Зато ШИМ ЦАП порождает гармоники намного выше генерируемой частоты, что существенно облегчает фильтрацию полезного сигнала

Link, ну откуда вы берёте такие, хм..., сентенции? Вся прелесть DDS как раз и состоит в том, что у него есть одна базовая частота, а именно частота выдачи самплов, вот её и надо подавлять. При этом синтезируемая частота может перестраиваться в весьма широком диапазоне, а чистота спектра, как вблизи синтезируемой частоты, так и спуры, пока не превзойдена никаким другим методом, тем более шимом, который по сути является меандром, и который надо упорно фильтровать, чтобы получить похожий DDS-результат.

Link: Я теперь вообще не вижу разницы между интегрированием пиковых выборок сигнала с помощью синхронных детекторов и преобразованием Фурье. Всё то же, только реализовано одно аппаратно, а преобразование Фурье программно

Плохо, что не видите. Синхронный детектор имеет паразитные каналы приёма, т.е. он не отфильтровывает нечётные гармоники, и что ещё хуже, насасывает шумы из этих паразитных каналов.

Если же вы возьмёте аппаратный перемножитель, на один вход подадите входной сигнал (синус в нашем случае), а на второй вход подадите синус (для синфазного СД) или косинус (для квадратурного СД) той же частоты, а на выходе перемножителя поставите интегратор, или проще, НЧ-фильтр с соответствующей полосой пропускания, то да, из таких двух СД вы получите полное аппаратное подобие программного ПФ для одной спектральной линии. Понятно, что перемножитель должен быть идеальным, а НЧ-фильтр с прямоугольной АЧХ.

Почитайте для начала РЦиС Баскакова С.И. [Вот я дубина, в своё время не попросил у него автограф, а ведь на кафедре Основ Радиотехники работал...]