Дизайн народного RLC-метра (RLC-3)

Neekeetos: как вы собрались например частоту до мегагерца оцифровывать 24битным "синхронным" ацп.

Тетраэдр: в чём проблема? Лишь бы УВХ АЦП успевало.

Neekeetos: Да тут много проблем

Может я чего-то не понимаю, но увх есть у всех АЦП (может быть параллельные исключение), иначе как зафиксировать измеряемое напряжение на время измерения? Просто этот узел внутри микросхемы, и его не всегда описывают/разрисовывают. Для чего нужен опорный сигнал и что под ним понимается? Имея единый тактовый генератор для МК и DDS, а также генерируемые частоты. период которых кратен 4 периодам тактового генератора, мы запросто узнаем когда у нас 0, 90, 180 и 270 градусов.

Тетраэдр: Имея единый тактовый генератор для МК и DDS, а также генерируемые частоты. период которых равен целому чётному числу периодов тактового генератора, мы запросто узнаем когда у нас 0, 90, 180 и 270 градусов.

Полагаю, RLC-2, при организации его поверки, имеет ВПОЛНЕ достаточную точность/разрешающую способность для практических измерений на вполне профессиональном уровне. Я вижу изменение в двух "противоположных" направлениях:
1. Как усложнение прибора- немного расширить диапазоны..
2. Как упрощение,- попробовать упростить в "железе" за счет новых комплектующих.
А попытка сделать :два-в одном, три в одном,четыре в одном...разумеется очень интересна, но для массового повторения, в принципе, НЕ жизнеспособна, по целому ряду причин.

Neekeetos: Сделайте уже наконец макет

О каком макете может идти речь, если со структурой ещё не определились. В чём невыполнимость? Геморрой был бы с аналоговыми генераторами, с синтезом проблем нет, всё синхронно. К примеру, генерируем мы 10 кГц, шлём команду синтезу и включаем таймер или счётчик тактируемый от общего с DDS генератора, период генерируемого синуса равен 12500 периодам тактовой частоты, итого через 3125 импульсов имеем 90 градусов, через 6250 - 180 и т.д. Если нужны углы, кратные 45 градусам, периоды генерируемых частоты должны быть кратны не 4, а 8 тактам и т.д. В любом случае сетка измерительных частот получается более чем достаточная, хоть в 10 градусов по фазе привязывайтесь, хоть в 5.

Vlad_Petr: А попытка сделать :два-в одном, три в одном,четыре в одном...разумеется очень интересна, но для массового повторения, в принципе, НЕ жизнеспособна, по целому ряду причин.

Почему?

Vlad_Petr: 1. Как усложнение прибора- немного расширить диапазоны..
2. Как упрощение,- попробовать упростить в "железе" за счет новых комплектующих.

Тетраэдр: О каком макете может идти речь, если со структурой ещё не определились.

Судя по вашему описанию вы то уже определились, вот и соберите все то что там указано в одну кучу, докажите что все так как вы описываете легко и просто.

Тетраэдр: К примеру, генерируем мы 10 кГц, шлём команду синтезу и включаем таймер или счётчик тактируемый от общего с DDS генератора, период генерируемого синуса равен 12500 периодам тактовой частоты, итого через 3125 импульсов имеем 90 градусов, через 6250 - 180 и т.д. Если нужны углы, кратные 45 градусам, периоды генерируемых

ДДс ваш любимый физически не может генерировать сигнал с периодом ровно 12500 тактов, причина тут в том, что сетка частоты у него Fo/2^32 и с таким шагом нельзя точно получить 10к. Сколько можно уже сказки расказывать? Зачем вам вообще ддс если все частоты кратные тактовой?

Neekeetos: Судя по вашему описанию вы то уже определились, вот и соберите все то что там указано в одну кучу, докажите что все так как вы описываете легко и просто.

Vlad_Petr: GM: Заодно тут можно высказывать всякие мысли по модернизации Полагаю, насчет 100гц.,1КГц и 10КГц мы "в плену" предубеждений. Можно выбрать частоты кратные двойке. И вообще, мне кажется,можно сделать большее число частот. Понадобится меньший динамический диапазон для аналогового измерения.

Vlad_Petr: GM: использование только одного опорного резистора R0=1 кОм, что избавляет схему от массы ключей.Хорошая мысль! Но за это надо заплатить 24-битным АЦП.. в помехах от несовершенства дешевого конструктива утонут младшие биты.Накопление тут немного поможет, но обработка длинных отсчетов требует и более производительной "числодробилки".
Попробуем и еще дальше порассуждать...вспомнив, что у нас НЕ ГЕНЕРАТОР а DDS СИНТЕЗАТОР.. А ранее, это ВСЕГДА был один, или несколько, каких-то стабильных генераторов. Теперь у нас есть возможность без дополнительных затрат иметь стабильную УПРАВЛЯЕМУЮ ПРОГРАММОЙ ЛЮБУЮ ПЕРЕМЕННУЮ ЧАСТОТУ, А ЭТО МЕНЯЕТ ИДЕОЛОГИЮ ПРОЦЕССА ИЗМЕРЕНИЯ. При измерении предварительно меняем частоту до получения определенного, удобного для оцифровки, диапазона аналогового сигнала. Таким образом, в нашей задаче, мы можем иметь ОЧЕНЬ ПРОСТУЮ АНАЛОГОВУЮ ЧАСТЬ.

chav1961: поддерживаю Vlad_Petr - возможно, проще будет воспользоваться генератором переменной частоты, чтобы "вогнать" напряжения на элементах в более узкий диапазон, тем более, что микроконтроллером ее сосчитать и сделать соответствующие поправки - не проблема.

rx3apf: по-любому, себестоимость комплектующих все равно существенно меньше стоимости готового прибора с сопоставимыми возможностями.

rx3apf: Идея с двумя внешними синхронными ADC и в плане скорости, и по стабильности представляется более эстетичной, да и по скорострельности гораздо приятнее.

Gregory: Плюс-минус 20$, в данном случае, не столь существенно. И даже двуполярное питание меня не так смущает.

Я тут подумал и прикинул если запускать преобразование АЦП в конкретное время (которое мы знаем т.к. генерируем синус) то получается цифровой синхронный детектор, а это намного повысит точность и стабильность полученного результата. Я начинаю склонятся к тому что действительно вполне может хватить два ОУ один резистор 1000Ом одним МК и парой RC фильтров.

rx3apf: IMHO, вынесенный на отдельный кристалл генератор с DDS открывает путь к действительно универсальному прибору без заметного удорожания схемы.

rx3apf: А вот теперь я скажу то, за что, возможно, сторонники "бюджетности" побьют меня камнями - индикатор (да, забегаю сильно вперед, но все ж надо "в целом" посмотреть) - обязательно графический. Графический индикатор и отдельный генератор - это сразу (потенциально) характериограф, АЧХметр, спектроанализатор, скоп (хоть и медленный). И просто удобная качественная индикация.

rx3apf: IMHO, 4 знака должны стоять как влитые, иначе смысла в удорожании прибора за счет использования дорогой и качественной элементной базы просто нет, RLC-2 будет и гораздо дешевле и много лучше. Надо сделать по крайней мере не хуже - кто сказал, что будет легко ?

Link: Имея квадратурный сигнал от генератора синуса, мы можем обрабатывать первый полученный результат измерения (интегрировать, усреднять и т.п.) после обработки первого измерения запустить второе измерение АЦП после замера опять обрабатывать (интегрировать) второй результат измерений, между измерениями может пройти хоть 10 периодов синуса это уже не важно главное начинать измерение в стабильный момент времени, при таком алгоритме нет нужды в быстродействии ядра процессора.

rx3apf: GM предлагал синхронно, внешними, 24-битными. Я _почти_ согласен...

GM: Схемотехника не просто проще, а существенно проще. Вся аналоговая часть по существу состоит из двух ИА и двух АЦП плюс отдельно стоящий генератор. Отсюда вытекает также простота разводки. Настройки никакой тоже нет, нечего настраивать.

GM: Преобразование Фурье - один из оптимальных способов обработки, два СД являются аппаратным зрзацем ПФ для одной частотной составляющей, они не могут дать ни такой же линейности, ни такой же точности, ни такой же избирательности, ни температурно-временной стабильности, о чём тут говорить?

Alexkuz: Что касается экономической выгодности, то, на мой взгляд, лучше пусть будет дороже, но зато намного компактнее и проще в изготовлении.

Во-вторых, изложено далеко не всё, есть ещё куча нерешённых моментов. К примеру, без ключей, видимо, не получится, потому что для измерения ёмкости варикапов величина тестового напряжения должна быть маленькой, допустим, милливольт 50, тогда как мерять таким конденсаторы - значит потерять точность, нужно что-то побольше, раз этак в 20, т.е. нужен переключатель. Ни сам узел, ни оптимальные уровни сигнала не обсуждались. А ведь вместо PGA на входе можно менять уровень тестового сигнала, что выгоднее? Далее, если верить GO и Хоровицу с Хиллом, а не верить им оснований нет, активный преобразователь ток-напряжения лучше, чем резистор, а пока остановились на резисторе. Но простота в данном случае не единственный аргумент. Резистор вполне сгодился для портативной версии, но оптимальность его для стационарной - это вопрос.
В третьих, и это главное, если бы я мог сделать подобный прибор самостоятельно, поверьте, я бы его давно сделал, увы, знаний для этого у меня нет, да и вышку учить поздно, тем более, что и элементарную уже забыл.

Neekeetos: ДДс ваш любимый физически не может генерировать сигнал с периодом ровно 12500 тактов, причина тут в том, что сетка частоты у него Fo/2^32 и с таким шагом нельзя точно получить 10к. Сколько можно уже сказки расказывать? Зачем вам вообще ддс если все частоты кратные тактовой?