АЦП в atmega против PIC

[YS]

Чета флуд начался тут... Пойду спать.

[amd9800]

Берем нагрузку паяльник с сопротивлением указанным на рисунке и подключаем ему параллельно конденсатор.
Амплитуда 311В, частота 50Гц.
Для начала рассчитаем полную и активную мощность этой связки.

А потом представим что мы не знаем ни емкость конденсатора ни сопротивление паяльника.
Но зато знаем токи и напряжения - то есть то что мерит наш микроконтроллер.

[Bовка]

Улеглась эта буря в стакане?
Зря вы дядьку КРАМа не слушаете, он ни одной глупости не сказал в отличии от.
Мощность меняется от периода измерения и он должен быть кратен периоду измеряемого сигнала. Когда период не кратен или "плывет" на чепуху при величине порядка 500 мс начинается такой головняк... Но это же надо правильно посчитать или моделировать, или практически реализовать, чтоб увидеть.
Кстати никто не обещал беспроблемое измерение непериодических сигналов.
Похоже 2 станицы зря были.

[КРАМ]

О да, стр. 9, самый низ. Именно мощность

Читать, любезный, нужно ВСЕ, а не выборочно...
Но прежде хоть чуть-чуть ознакомится с ТЕОРИЕЙ...
Читаем В ВАМИ ПРИВЕДЕННОМ документе:

The data frame consists of processed current, voltage, active energy, and
reactive energy accumulated for one second. This is equivalent to accumulation of 50 or 60 cycles of data
synchronized to the incoming voltage signal. In addition, a sample counter keeps track of how many
samples have been accumulated over this frame period. This count can vary as the software synchronizes
with the incoming mains frequency.

4.2.1.3 Frequency (Hz)
The background process calculates the frequency in terms of samples per mains cycle. The foreground
process then converts this to Hertz by Equation 5
Frequency (Hz)=Sampling Rate (samples / second)/Frequency (samples / cycle), (5)

Американские товарищи меряют в интервале времени, который не высосан из пальца, а КРАТЕН ПЕРИОДУ ВХОДНОГО СИГНАЛА.
В 1 секунде находится 50 периодов частоты 50 Гц
И что характерно, РОВНО 50, а не там 50,5 или 46,8...

[BCluster]

4.2.1.3 Frequency (Hz)
The background process calculates the frequency in terms of samples per mains cycle. The foreground
process then converts this to Hertz by Equation 5
Frequency (Hz)=Sampling Rate (samples / second)/Frequency (samples / cycle), (5)

Я говорил, что они не считают частоту? Они считают частоту, но в расчетах мощности они ее НЕ ИСПОЛЬЗУЮТ.

The data frame consists of processed current, voltage, active energy, and
reactive energy accumulated for one second

За одну секунду. Посмотрите 2 страницы назад, я говорил про это.

И что характерно, РОВНО 50, а не там 50,5 или 46,8...

То есть, если частота сети увеличится на 0.5Гц, все, можно выкидывать измеритель?

[КРАМ]

Я говорил, что они не считают частоту? Они считают частоту, но в расчетах мощности они ее НЕ ИСПОЛЬЗУЮТ.

А я где то говорил, что В РАСЧЕТАХ используется частота?
Вы так ничего и не поняли...
Частота, а точнее ПЕРИОД измеряемого сигнала используется при определении ИНТЕРВАЛА СЕМПЛИРОВАНИЯ.
Фактически интервал накопления равен не секунде, а 50 периодам входной частоты.
Это они и отслеживают.
Остальное получается АВТОМАТИЧЕСКИ.

This is equivalent to accumulation of 50 or 60 cycles of data
synchronized to the incoming voltage signal. In addition, a sample counter keeps track of how many
samples have been accumulated over this frame period. This count can vary as the software synchronizes
with the incoming mains frequency.

[BCluster]

sample counter keeps track of how many
samples have been accumulated over this frame period

Все так, только цели другие преследуются.

Код: Выделить всё

                /* See if a sufficiently long measurement interval has been
                       recorded, and catch the start of the next cycle. We do not
                       really care how many cycles there are, as long as the block
                       is a reasonable length. Setting a minimum of 1 second is
                       better than counting cycles, as it is not affected by noise
                       spikes. Synchronising to a whole number of cycles reduces
                       block to block jitter, though it doesn't affect the long
                       term accuracy of the measurements. */

[КРАМ]

Неужели?
А перевести последнее предложение?
Любезный, вместо того чтобы тупо упрямиться, лучше постройте график зависимости выходного сигнала накопителя от интервала семплирования.
Получите затухающую синусоиду стремящуюся к истинной величине.
Вопрос.
ЗАЧЕМ закладывать ошибку, чтобы КИХом потом с ней упорно бороться? Нет иных проблем? Вы мазохист?
Как может АНАЛИТИЧЕСКАЯ формула быть приближенной, если она следует ИЗ ФИЗИКИ.
Короче, любезный... Я уже притомился расказывая элементарное...
Читайте сами:
http://www.toehelp.ru/theory/toe/lectur ... ure07.html

[BCluster]

Вы опять через слово читаете?
Synchronising to a whole number of cycles reduces block to block jitter, though it doesn't affect the long term accuracy of the measurements.
Синхронизация по целому числу периодов уменьшает джиттер между блоками, но не влияет на долгосрочную точность измерения

[КРАМ]

Точность ЧЕГО? Измерения ЭНЕРГИИ - не влияет, потому что ошибка одного блока компенсирует ошибку другого.
Но при измерении МОЩНОСТИ будет ДЖИТТЕР, связанный с БИЕНИЯМИ интервала семплирования и входной частоты.
Этот джиттер будет четко виден при измерении МОЩНОСТИ, поскрольку он усредняется лишь на 50 периодов.
Примерно 1...2% в пике биений...

[clawham]

Блин КУДА ВАС ПОНЕСЛО?
Если надо просто иметь сигнал потребляемой мощности - идете в электротовары и покупаете счетчик с тремя светодиодами, один из них моргает 6400 раз при потреблении 1 киловаттчаса - подаете его на частотомер и вуаля! и не надо ничего чудить..в той микрухе 7751 уже и фильтры есть и два 16-битных ацп и прецизионная опора на платке есть и кварц правильный ) оно ж не зря сертифицированно!

но если Вам надо все составляющие вылавливать то тогда да...я тоже рекомендую две внешние 16-тибитные АЦП!
причём не забывайте что они тоже покажут бред если на нагрузке будет PFC с частотой 5-20 килогерц!!! семплинг надо под мегагерц!

Дальше все просто - делаете одновременно по 10 замеров, суммируете их квадратом и перемножаете - получили реальную мощность с учетом косинуса
дальше просто перемножили значения RMS этих двух сигналов - получили Вольтамперы - то что эта нагрузка бы съела из батарейного преобразователя а соотношение между этими величинами и дадут Вам косинус угла фи - опережение или запоздание тока от напряжения

Сами АЦП если нужны - можно семплами взять из техас инструментс какие Вам лично удобнее и в каком корпусе Вам лично удобнее! http://www.ti.com/product/ads1602 например или 1601 - запас по семплингу всегда хорошо!

[BCluster]

KPAM, ваши рассуждения совершенно верны для периодических сигналов, и когда период тока равен периоду напряжения. Если это не так - интегрирование по целому числу периодов напряжения уже смысла не имеет. Мы говорим о разных вещах судя по всему

[Jack_A]

Этот джиттер будет четко виден при измерении МОЩНОСТИ, поскрольку он усредняется лишь на 50 периодов.
Примерно 1...2% в пике биений...

Как жаль, что я не был на этом форуме лет 10 назад, когда уткнулся мордой в эту проблему Гуляли показания волнообразно, как звук от двух авиадвигателей с близкими оборотами. Пришлось своим умои допереть и сделать АПЧ семплирования. А изделие шло уже не первый год серийно .

[КРАМ]

KPAM, ваши рассуждения совершенно верны для периодических сигналов, и когда период тока равен периоду напряжения. Если это не так - интегрирование по целому числу периодов напряжения уже смысла не имеет. Мы говорим о разных вещах судя по всему

Мы говорили об ОДИНАКОВЫХ вещах.
Не стоит делать вид, что Вы не понимали ЧТО желает мерить автор вопроса.
Да и вопрос измерения непериодических сигналов нами поднимался.
Мощность КОНЕЧНОГО непериодического сигнала вообще бессмысленна, поскольку по существу является ЭНЕРГИЕЙ этого сигнала.
А мощность непериодического бесконечного - экзотика по местным меркам.
На практике я даже затрудняюсь назвать область его применения, кроме как сигналы с большой базой в локации и радиосвязи.
Мы обсуждаем такие сигналы?

Что касается периода ТОКА, то для нелинейных нагрузок спектр тока будет КРАТЕН спектру напряжения. Измерение мощности даст совершенно стабильный результат по соответствующей гармонике.

[BCluster]

А мощность непериодического бесконечного - экзотика по местным меркам.

Любой реальный сигнал, в итоге, непериодический бесконечный. Потребление то не постоянно, а меняется с течением времени. Поэтому мы измеряем СРЕДНЮЮ МОЩНОСТЬ на некотором интервале времени.

[YS]

Мощность меняется от периода измерения и он должен быть кратен периоду измеряемого сигнала.

рассуждения совершенно верны для периодических сигналов

Что для периодических, что для непериодических, на периодах порядка секунды совершенно плевать. И от периода измерения мощность не зависит, если он достаточно велик.

Смотрим картинки.



Начиная с периода в 0.5 с (и даже раньше) мощность - практически константа. Имеют место слабые подергивания, но они совершенно незначительны. А начиная с секунды оно вообще стабилизируется. Чем дальше, тем точнее, как и я говорил ранее.

[КРАМ]

А мощность непериодического бесконечного - экзотика по местным меркам.

Любой реальный сигнал, в итоге, непериодический бесконечный. Потребление то не постоянно, а меняется с течением времени. Поэтому мы измеряем СРЕДНЮЮ МОЩНОСТЬ на некотором интервале времени.

Непериодичность такого вида имеет вполне конкретно РАЗМЫВАНИЕ СПЕКТРА.
Так вот, размывание спектра приведет к непрерывной полосе сигнала шириной ОБРАТНОЙ ИНТЕРВАЛУ СТАБИЛЬНОСТИ.
Если изменение будет происходить раз в десять секунд, то полоса будет 0,1 Гц.
Сигнал этот с технической точки зрения ПЕРИОДИЧЕСКИЙ. И поставленная автором задача как раз и состоит в измерении активной мощности в нагрузке. Если сделать измерение по квадратурным составляющим по каждой гармонике ОТДЕЛЬНО, а КИХ сделать в скользящем окне, то на выходе измерителя будут появляться результаты с периодом 50Гц и с задержкой в окно накопления КИХ.
Если бы Вы внимательно прочли представленный Вами мануал Техаса, а прежде ознакомились с теорией, то не стали бы тут попусту терять время на очевидную ерунду...

Начиная с периода в 0.5 с (и даже раньше) мощность - практически константа

Ну Вы бы еще сжали ординату до одного сантиметра... Глядишь, и этого колебательного процесса не стало бы видно...
Речь идет о величинах в районе 1...2% и они даже на Вашем графике видны...
Вопрос не в величине периода, а В ПРИНЦИПЕ.
Зачем делать ошибку, а потом ее фильтровать?

[BCluster]

Если сделать измерение по квадратурным составляющим по каждой гармонике ОТДЕЛЬНО

А это здесь вообще причем?

Допустим есть такой сигнал, кстати вполне реальный, даже предположим что он периодический. Синим - напряжение, серым ток.
Мощность на каждом периоде напряжения будет РАЗНОЙ. На 50 периодах если измерять - будут те же самые биения.

[КРАМ]

Если сделать измерение по квадратурным составляющим по каждой гармонике ОТДЕЛЬНО

А это здесь вообще причем?
Допустим есть такой сигнал, кстати вполне реальный, даже предположим что он периодический.

При том, что в сети СИЛОВАЯ компонента, которая и требует измерений ВСЕГДА КРАТНА 50 Гц.
И нарисованный Вами сигнал тока возможен только теоретически. Его частота НИЖЕ частоты 50 Гц.
Периодичность сигнала определяется не переходами через ноль, а повторениями формы.

[YS]

Речь идет о величинах в районе 1...2% и они даже на Вашем графике видны...

У-у-у... 1 - 2%... Да вы чего? В реальности погрешность от остальных неидеальностей будет хорошо если не более 5%.

Так что на таком фоне эти несчастные 2% совершенно теряются.

Зачем делать ошибку, а потом ее фильтровать?

Как видно по графику, ничего там фильтровать не надо. Точности измерения в районе 10% для бытовых нужд более чем достаточно. А вот упростить железо и софт за счет выбрасывания всего лишнего - это полезно.

Вопрос не в величине периода, а В ПРИНЦИПЕ.

Ну да, да, что-то там еле видно осциллирует. Ну и чего? Этим спокойно можно пренебречь. Это, как вы сами правильно заметили, единицы процентов.

Мы-то говорим не о сферических измерителях в вакууме, а о реальном приборе. Как правильно кто-то сказал выше, "сразу видно теоретика". 2% на практике - ничто.

Да, конечно, хорошо бы действительно привязываться к периоду и считать мощность за время, кратное ему. Но в 99% случаев большого преимущества это не даст. Просто сделать скользящее окно интегрирования и время измерения побольше, и все будет ОК.