|
|
|
|
|
Полистал схему на Е7-20, который до 1МГц позволяет мерить. Довольно интересное решение, там два ддс. Один понятное дело формирует измерительный сигнал, а вот второй создает тактовую частоту по которой производится оцифровка ацп. Вариантов что именно там за частота используется довольно много, но судя по всему увх ацп используется как смеситель, меряется в итоге не постоянная составляющая а результат алиасинга ацп. Частота оцифровки каким либо образом соотносится с измерительной частотой, в итоге в оцифрованом сигнале присутствует суммарная и разностная частоты , одну из которых легко сделать фиксированной и не зависящей от частоты измерения, ддс это позволяет.
В сухом остатке следующие соображения по рлц-3 - входную часть можно сделать по обычной схеме - дифусилитель с некоторым усилением (х10 к примеру ) переключаемый между входом напряжения с детали и сигналом с преобразователя ток-напряжение. Далее за дифусилителем идет синхронный детектор питаемый частотой, отличной от тестовой. На выходе СД получаем суммарную и разностную частоты плюс аналогичные сигналы для гармоник. Если принять выходную частоту фиксированой скажем 1к, то после сд будет достаточно поставить полосовой фильтр , который отфильтрует большую часть не нужных нам сигналов. Наш сигнал далее мы подаем на масштабирующие усилители (PGA) и на ацп, способный оцифровать данный сигнал с хорошей точностью. К примеру 16бит ацп встроеный в stm32f373 вполне подходит. Если частота оцифровки 50к, то для 1к получается 50 точек на период , и соотв за 1мс можно получить дополнительно 2,8 бит разрешения, в сумме порядка 19бит. При желании можно период замера сделать значительно больше увеличив и получаемое разрешение. Использование частоты 1к поэтому оправдано еще и потому , что ее усиление будет добавлять минимум шума , 1к это примерно порог частоты где перестает влиять фликер шум оу. Так что каскадируя усилители можно учесть этот момент и удалить постоянную составляющую и частоты до 1к что значительно улучшит условия для усилителей - фликер-шум предыдущих каскадов не будет усилен, а на полезный сигнал наложится лишь нормированный шум ОУ. Кстати говоря обычные схемы PGA в РЛЦ метрах не позволяют убрать фликер шум, поскольку полезный сигнал, который они обязаны усилить находится в том числе в полосе ниже 1к (100гц например). Думаю в рлц-2 есть подобная проблема на предельных диапазонах, когда используется максимальный коэффициент усиления - значительная зашумленность измерений, если кто в курсе подскажите.
PS схему то от е7-20 я поглядел, а вот номиналов там нету, так что если вдруг у кого завалялась более подробная информация по прибору прошу поделиться. |
|
|
|
> Если частота оцифровки 50к, то для 1к получается 50 точек на период , и соотв за 1мс можно получить дополнительно 2,8 бит разрешения, в сумме порядка 19бит. Вот это заключение мне непонятно. Усреднять постоянку с дисером и получать дополниетльные биты - это да , но померять один период синуса и получить +3 разряда ? В любом даташите на АЦП есть подобные измерения, лучше ENOB ничего не видно.
У F373 , кстати , лучший ENOB 13.8 с дифф. входом и ~12 с одним входом. |
|
|
|
pixar: Вот это заключение мне непонятно. Усреднять постоянку с дисером и получать дополниетльные биты - это да , но померять один период синуса и получить +3 разряда ? В любом даташите на АЦП есть подобные измерения, лучше ENOB ничего не видно.
Я примерно подсчитал, понятно что чистых 16бит там нету. АЦП у 373 шумный, с/ш на уровне -72 до -84 дб , что примерно соответствует 12-14битам свободных от шума. По поводу осреднения постоянки и дизера. Основная идея дизера в том, чтобы убрать связь между шумом квантования и сигналом, если этого не сделать то возникают искажения сигнала вплоть до полного его исчезновения в шумах квантования. В этом смысле СД конвертер в 373 (как и любой сд конвертер кстати) хорош тем, что шум никак не привязан к сигналу. Это дает возможность увеличить разрешение просто отфильтровав нужную полосу из замереного сигнала. ФНЧ это будет или полосовой фильтр как в фурье роли не играет, уровень оставшегося шума зависит только от соотношения полосы фильтра и всей полосы входного сигнала, формула для приобретаемого количества бит для равномерного шума (N+) = log4( BWf/BWfull ). Еще надо учесть что у сигмадельта конвертеров шум не распределен равномерно во всей полосе, а смещен в сторону высоких частот, поэтому эффект от полосового фильтра будет даже больше если нужная нам частота относительно низкая, как например в моем предыдущем сообщении - частота 1к в полосе 25к (50k частота оцифровки). Может статься, что уровень шума именно в полосе вокруг нашей измеряемой частоты будет ниже чем -114дб (19бит), и моя примерная оценка количества бит верна, надо практически проверять. |
|
|
|
Neekeetos: PS схему то от е7-20 я поглядел, а вот номиналов там нету, так что если вдруг у кого завалялась более подробная информация по прибору прошу поделиться.
Есть руководство по эксплуатации. В теме по RLC-2 как-то пролетал архив rlc_designs.zip Там была подборка информации по разным приборам, есть там и E7-20, E7-21, E7-22 и др. Вот ссылка на этот архив и еще несколько других по этой же тематике:
https://cloud.mail.ru/public/ee788fabd480/RLC
Надеюсь что это поможет в изысканиях 
|
|
|
|
vlad5: Надеюсь что это поможет в изысканиях
поможет конечно,спасибо! На е7-20 там номиналов к сожалению также нет как и в моих схемках.
PS: Нашел одну схему которой у меня нету , хотел залить три новых но чтото пошло не так, вот ссылки
http://neekeetos.embedders.org/ESI_VideoBridge_2100_2110.pdf
http://neekeetos.embedders.org/TTi_LCR400_service_manual.pdf
http://neekeetos.embedders.org/Wayne_Kerr_4250_Automatic_LCR_meter_Service_Manua... |
|
|
|
никита, ты круто заворачиваешь |
|
|
|
> и соотв за 1мс можно получить дополнительно 2,8 бит
> просто отфильтровав нужную полосу из замереного сигнала. ФНЧ это будет или полосовой фильтр как в фурье роли не играет,
>уровень оставшегося шума зависит только от соотношения полосы фильтра и всей полосы входного сигнала Я о том же. У меня основное сомнение как раз в том - насколько правомерно это всё применять к одному периоду.
Произвольно взятый один период будет иметь размазаный спектр, Увеличение количества выборок в нём - не поможет ,
Фурье сработает, если будет взято много периодов , помноженных на окно , чтобы собрать спектр.
Оверсемплинг на этом большом количестве периодов, по теории да , поможет. Но за это прийдется обработать все семплы.
Классический фильтр - вообще , по природе, устройство непрерывное, в него семплы нужно заливать без разрывов .
Про фильтрацию одного периода как -то и говорить неправильно.
Есть ещё фильтр Кальмана . Он строит свою модель системы и по периодическим семплам модель подстраивает и минимизирует
среднеквадратичную разницу между моделью и реальным сигналом. На нескольких периодах с оверсемплингом может и сработает. |
|
|
|
Neekeetos: хотел залить три новых но чтото пошло не так, вот ссылки
Залил Ваши файлы туда же. А Вам не удалось залить потому что это мое "облако".
Mail.ru дает 100Гб своим пользователям бесплатно, вот нашел применение. |
|
|
|
pixar: Я о том же. У меня основное сомнение как раз в том - насколько правомерно это всё применять к одному периоду. А какая разница pixar:Произвольно взятый один период будет иметь размазаный спектр, Увеличение количества выборок в нём - не поможет Эксперимент это любопытно. Взял зашумленный белым шумом синус (http://neekeetos.embedders.org/sine500pts.txt ). Один период, всего 500 точек. Далее выбирал из этой кучи точек сначала 4 точки на период(с шагом 125) для каждого возможного сдвига соотв делал фурье и все это представлено на одном графике http://neekeetos.embedders.org/figure_4pt.png , шкала в дб. Далее для разного количества точек на период:
http://neekeetos.embedders.org/figure_8pt.png , http://neekeetos.embedders.org/figure_16pt.png , http://neekeetos.embedders.org/figure_32pt.png , http://neekeetos.embedders.org/figure_64pt.png , http://neekeetos.embedders.org/figure_128pt.png , http://neekeetos.embedders.org/figure_500pt.png . По графикам нашел примерно СШ , построил зависимость между СШ и лог4(количество точек на период) - http://neekeetos.embedders.org/SNR_vs_log4%28Npts%29.png. Вроде бы никаких подводных камней особо нету. Почему то каждое удвоение количества точек ведет к улучшению СШ на 6дб или добавляет 1бит разрешения, я ожидал что нужно в 4 раза больше точек чтобы добавился 1бит, наверно ошибка вкралась гдето. Видно, что замеренная амплитуда синуса больше зашумлена там, где меньше точек на периоде, это как раз тот шум который попал в полосу нашего полосового фильтра фурье для первой гармоники. |
|
|
|
Можно я спрошу о непонятном для меня вопросе.
Вот есть открытая/закороченная/нагруженная калибровка. Формулы прилагаются у буржуев. Так у меня при открытой калибровке сигнал на уровне шумов измеряется со случайной амплитудой и фазой. Какой смысл подставлять в формулу результат измерения, если он всё время разный? Может буржуи недоговаривают и у них внутри прибора стоит нагрузочное сопротивление в мегаомах, которое создает стабильный повторяющийся результат измерения? |
|
|
|
|
