Дизайн народного RLC-метра (RLC-3)
Ну вы меня раззадорили..подтащил сканер, отсканировал рисунок, вот входная часть со схемой калибровки -->.
Пришёл к той же самой схеме, что и link, в итоге можно обойтись одним питанием.
Для калибровки я думал поставить реле, чтобы МК при включении автоматом калибровался, и кнопку, если во время работы потребуется откалиброваться заново. А теперь передумал, можно обойтись обычным сдвоенным переключателем, в одном положении - штатная работа, в другом - калибровка. Второй переключатель идёт на прерывание, и МК послушно выполняет калибровку, дёшево и сердито.
Калибровка означает, что оба ИУ при разомкнутых щупах подключаются к генератору и МК определяет текущие коэффициенты передачи для каждого Ку ИУ. Даже если ЦАП будет 8-разрядный, диапазона должно хватить на изменение уровня входного сигнала, а ещё б лучше, если он будет 12-битный. Посмотрите попристальней на схему, может быть придумаете как попроще подать напряжение смещения, или ну его?
GM: 6) Питание от батареи, но МК будет плодить вч-шум, поэтому питание аналоговой части должно быть отдельным и очень чистым, мы боремся за диапазон измеряемых сопротивлений в 10 порядков, это серьёзно.
Дроссель по питанию даёт развязку (устраняет пульсации от МК) по переменному высокочастотному току. Не будут пульсации от микроконтроллера пролазить в аналоговую часть, естественно при правильной разводке земляного провода. При моей схеме питания МК вч шум не страшен, потом преобразование Фурье будет компенсировать шумы т.к. шум не имеет постоянной частоты (т.е. его амплитуда размазана по частотной шкале), математика его отфильтрует очень просто, Вы ведь собираетесь измерять более одного периода.
GM: 2) Не надо экономить один бит АЦП, забудьте, в системном смысле один бит ничего не даёт, а гембеля - вагон. В приборе один синусоидальный сигнал одной частоты, всё красиво, нет нам надо всё испортить, наплодить гармоник и потом героически преодолевать и так весь 20-й век,
Один бит экономить надо, увеличиваем динамический диапазон в 2раза.
Хорошо, чем опасны гармоники? Я ведь на математике показал, что половина синусоиды не вносит погрешности при нахождении фазы через ПФ, а АЦП вообще мрачно наплевать, что у него на входе, он меряет амплитуду в конкретный момент времени, для правильного преобразования, АЦП главное чтобы dV/dt не превышало быстродействие его УВХ, и всё.
Дайте более веские обоснования.
GM: 4) R21,R22 красиво и непонятно, но бесполезно, надо выкинуть.
Выбросил.
GM: 1) Защитные диоды спокойно можно убрать, поскольку входная цепь ИУ выдерживают статику до 1500 В, всё уже сделано до нас.
Нельзя. Статика статикой, а максимально допустимое входное дифференциальное напряжение соблюдать надо, от превышения этого параметра ИУ тоже выходит из строя.
GM: 5) Все переменники выкинуть к чёртовой матери, забудьте, достаточно делителя 1:2, не надо ничего подбирать.
Не вопрос. Уже выбросил.
GM: 3) В МК у вас почему-то DAC, а не ADC, поправьте. И не sin(2pi*f), а sin(2pi*f*t), тоже поправьте.
DAC исправил на ADC, t дописал тоже.
GM: Пришёл к той же самой схеме, что и link
Неа, Вы зря делаете REF на двух ОА, эта (искусственная средняя точка - REF) должна быть одна для всех. У каждого ОУ свой дрейф, свои шумы, своё выходное сопротивление. Потом резисторы 100Ом с DAC и с ОА1 ни к чему, т.к. Ro имеет номинал 1кОм он и будет ограничивать максимальный ток. А вот 100Ом резисторы будут давать просадку напряжения в зависимости от измеряемого имметанса.
GM: А теперь передумал, можно обойтись обычным сдвоенным переключателем, в одном положении - штатная работа, в другом - калибровка. Второй переключатель идёт на прерывание, и МК послушно выполняет калибровку, дёшево и сердито.,
Не на много дешевле реле, а геморроя в будущем (когда контакты разболтаются и окислятся) будет достаточно, всё-таки лучше герметическое реле поставить.
GM:
По-моему, пора выбирать АЦП, ЦАП, опору, МК и рисовать общую схему
"Золотые слова, Юрий Венедиктович!" 
Link:
и распространённый
Это где? Я вот тоже постоянно слышу, что он - дешёвый, но что-то никак найти не могу...
Link: Alexkuz Посмотрите внимательно на график, синий это сигнал до RD цепи, чёрный это сигнал на АЦП после RD цепи. Как видите линейность обеспечена. Для ПФ надо одна полуволна за период, а не выпрямленная синусоида (две полуволны за период).
По поводу графика. Согласен, положительная полуволна выше 2В идеальна. Но давайте не будем все валить в одну кучу. Как говорят, мухи отдельно, котлеты отдельно.
1. Как я понимаю, вы хотите рассчитывать ПФ только по положительной полуволне. Прекрасно. Но также как и АЦП тупой, тупой и микроконтроллер. Это МЫ видим на графике, что нам не нужны значения ниже 2В, а микроконтроллер “не видит”. Поэтому, прежде чем рассчитывать ПФ, необходимо значение КАЖДОГО элемента массива, полученного с АЦП, сравнить с 2В и оставить без изменения, если он больше или равен 2В, и присвоить ему значение 2В, если он меньше 2В. Это, во-первых, усложнит математику и, во-вторых, увеличит время обработки. Гораздо проще производить расчет сразу по всей синусоиде (синяя линия). Но главное тут совсем не в простоте расчета, а в том, что мы искусственно фильтруем массив и, тем самым добавляем в него гармоники.
Синяя линия – очень чистая, и, на мой взгляд, после расчета ПФ даст прекрасный результат ничем не хуже (а даже лучше и быстрее) результата расчета по черной линии.
2. Амплитуда как положительной полуволны, так и всего синуса (синяя линия) равна 1В.
Вот если бы у нас сигнал на входе АЦП был бы “притянут” к нулю и еще был бы усилен в 2.5 раза (или хотя бы в 2 раза, а лучше – в 3 раза), то тогда имело бы смысл “городить огород” – точность увеличилась бы в 2-3 раза (см. красный пунктир на картинке). А такой график, как черная линия по сравнению с синей ничего в плане точности не даст.
3. Я не говорил о выпрямленной двухполупериодным выпрямителем синусоиде, а лишь о том, что картинку, подобную красной линии на графике, можно получить, если использовать диод (или два диода) в обратной связи усилителя. К сожалению, у меня сканер рулонный, поэтому вырву страницу 195 из 1-го тома книги П.Хоровиц, У.Хилл, Искусство схемотехники, отсканирую и покажу. Посмотрите на рис.4.26 и схему рис.4.27. Вот эту схему я и имел ввиду. Если подобная схема поможет получить красный пунктир на графике, - хорошо, нет – нет. Для решения подобной задачи, как я уже говорил, удобно использовать усилители типа AMP03GP, INA105, INA132 и INA133.
А вообще, это лишняя головная боль. Лучше, по-моему, этого не делать, а использовать чистую синусоиду и ничего в ней не трогать.
4. Не могу не отметить вашего красивого решения, “что надо резистор 1кОм подключать не к земле, а к REF”.
Страница 195
Страница 196
