Преобразователь напряжение-частота

jurkom

[uquote="B@R5uk",url="/forum/viewtopic.php?p=4255901#p4255901"]Ооооо! Это однозначно означает, что оцифровка должна производиться по месту. Другому просто нет пути. Иначе вы замучаетесь настраивать передачу сигнала так, чтобы его фронты не искажались и не размывались (а ведь есть ещё шумы и наводки!). Проблемой будет не то что 12 бит получить, 8 бит может не взлететь.[/uquote]
А причем здесь фронты, шумы?
Вы по телефону разговариваете через АТС при расстояниях до другого абонента в несколько километров. И частота голоса не изменяется.
А оцифровка и производится по месту путём преобразования сигнала в частоту. Частота передается через развязку, которая никак не может её изменить.
После развязки значение этой частоты измеряется, коректируется, масштабируется и употребляется для дальнейших расчетов.
И 12 кГц намного меньше, чем частота I2C, USART, SPI.
А если промодулируете этой частотой ВЧ сигнал, то и далеко-далеко передать сможете.
Новое - хорошо забытое старое. Много старых решений при употреблении современной элементной базы творят чудеса.
Когда-то небыло дельта-сигма с 24 битами, но задачи прецизионных измерений решали. Тогда приходилось мозги включать, разные структуры придумывать.

Реклама

electroget

jurkom,
Так на каком решении вы определились? С ПНЧ или без ПНЧ?

Реклама

jurkom

[uquote="electroget",url="/forum/viewtopic.php?p=4255919#p4255919"]Для шины I2C есть гальваноразвязка ADUM.
Но это если вариант с АЦП ADS1115 "по месту" реализуем.[/uquote]
Как на Вашем предложении развязать цепи, если между ними иногда 10 кВольт бывает?
Тут или хороший трансформатор, или светодиод-фотодиод с промежутком между ними сантиметров 30.
Стоимость комплектации этого преобразователя (схему см. выше) по нашим средним ценам

Для скептиков можно умножить на два.
Сравните с Вашим предложением.

Добавлено after 1 hour 58 minutes 36 seconds:
[uquote="electroget",url="/forum/viewtopic.php?p=4256705#p4256705"]Так на каком решении вы определились? С ПНЧ или без ПНЧ?[/uquote]
Конечно, что с ПНЧ.
Почему, смотрите выше. Такие условия работы. Вариантов немного.
И по реализации, и по цене.
В годы моей молодости соседи по лаборатории такой девайс использовали. Я им плату разводил, рисовал, травил. А дальше они сами с ним возились. Но не обращались, значит работал.

Radio-1987-10.zip: (312.7 КБ) 127 скачиваний

У них стоял универсальный регистратор - частотомер Ч3-54 с выводом результатов измерений на перфоленту, которую они загружали потом в небольшой микроконтроллер "Наири-2" для обработки результатов.

Добавлено after 28 minutes 44 seconds:
[uquote="Mickle",url="/forum/viewtopic.php?p=4255849#p4255849"]Функция термокомпенсации.[/uquote]
Спасибо!
Где то в подсознании подозревал это.
Больше склонялся к тому, что наверное через него идет со стабилитрона ток цикла разрядки интегратора. Но резистор R12 ....
Я бы для этого всё-таки использовал не напряжение питания.
Напряжение со стабилитрона там используется для смещения функции преобразования.

electroget

[uquote="jurkom",url="/forum/viewtopic.php?p=4256717#p4256717"]Как на Вашем предложении развязать цепи, если между ними иногда 10 кВольт бывает?
...
Стоимость комплектации этого преобразователя (схему см. выше) по нашим средним ценам[/uquote]
Никак. Но тот преобразователь за 1 доллар который на схеме их польского журнала, тот тоже никак не обеспечивает развязку цепей 10 килоВольт.

Реклама

tonyk

Вот как раз ПНЧ относительно просто развязать даже на 10кВ, тем более для сигнала на 12кГц. Высоковольтный трансформатор в помощь. Ессно, нужен будет заказной, с усиленной изоляцией. Делал подобное на 6.3кВ. У меня частота сигнала была 50Гц, поэтому транс был не маленький, тор диаметром около 60мм. Думаю, тут будет не меньше из-за геометрии, чтобы держать эти 10кВ. Надеюсь, что у ТС знания об изготовлении плат на высокие напряжения есть.
Если развязывать на оптронах, то делают на парах из свето- и фотодидов, что выше уже предлагали.

Реклама

electroget

[uquote="tonyk",url="/forum/viewtopic.php?p=4256808#p4256808"]ПНЧ относительно просто развязать даже на 10кВ, тем более для сигнала на 12кГц. Высоковольтный трансформатор в помощь.[/uquote]
Ага, пусть ТС покажет когда сделает такой трансформатор.

Реклама

B@R5uk

[uquote="jurkom",url="/forum/viewtopic.php?p=4256701#p4256701"]А оцифровка и производится по месту путём преобразования сигнала в частоту. Частота передается через развязку, которая никак не может её изменить.[/uquote]Вы не понимаете, что такое оцифровка. Преобразование напряжения в частоту ею не является. Напряжение после преобразования может быть прямоугольным с крутыми фронтами и фиксированной амплитудой, но это всё ещё аналоговый сигнал, потому что информация в нём зашифрована в частоте, которая меняется плавно, пробега весь диапазон значений между величинами X и Y. Цифровые же данные всегда имеют дискретный набор значений. Именно поэтому их передача по зашумлённому каналу связи позволяет восстановить данные без потерь, пока величина шума меньше величины дискрета. В SPI, I2C и USART несущая частота и амплитуда может плавать в определённых пределах и это никак не скажется на передаваемых данных. В случае же вашего аналогового сигнала, если не позаботится о качестве его передачи, то искажения формы/наличие помех скажется на измеряемой величине частоты (в большей или меньшей степени). В этом концептуальная разница.

Я понимаю, что вы уже сделали свой выбор, и вас не переубедить, но всё же я попытался дискуссии ради. Как говорится, моё дело предложить.

jurkom

[uquote="electroget",url="/forum/viewtopic.php?p=4256791#p4256791"]Никак. Но тот преобразователь за 1 доллар который на схеме их польского журнала, тот тоже никак не обеспечивает развязку цепей 10 килоВольт.[/uquote]
Дело преобразователя - преобразовать измеряемый сигнал в пропорциональную частоту. С возможно малыми отклонениями.
А дело развязки - уйти от громадной разницы потенциалов.
В той части схемы есть своё питание, но возиться с ним геморно. Поэтому будем работать от батарейки. Например Li-Ion аккумулятора, от мобильника.
Стоят недорого, доступны. Раз в два дня, через ночь, зарядить можно. Схема потребляет немного. Думаю, в 100 мА с нынешней элементной базой укладусь. Это не смартафон с его 1,5 - 2А потреблением.

Добавлено after 12 minutes 40 seconds:
[uquote="electroget",url="/forum/viewtopic.php?p=4256815#p4256815"]Ага, пусть ТС покажет когда сделает такой трансформатор.[/uquote]
У каждого дома когда-то был он. В телевизоре. Звали его "Трансформатор ТДКС". И исправно работал он годами. Но там моща была. У нас просто передать импульсы, поэтому он будет меньше.

Добавлено after 1 hour 54 minutes 36 seconds:
[uquote="tonyk",url="/forum/viewtopic.php?p=4256808#p4256808"]Вот как раз ПНЧ относительно просто развязать даже на 10кВ, тем более для сигнала на 12кГц. Высоковольтный трансформатор в помощь. Ессно, нужен будет заказной, с усиленной изоляцией. Делал подобное на 6.3кВ. У меня частота сигнала была 50Гц, поэтому транс был не маленький, тор диаметром около 60мм. Думаю, тут будет не меньше из-за геометрии, чтобы держать эти 10кВ. Надеюсь, что у ТС знания об изготовлении плат на высокие напряжения есть.
Если развязывать на оптронах, то делают на парах из свето- и фотодидов, что выше уже предлагали.[/uquote]
Частота у нас прямоугольная, не синус. Мощность не передаётся. Поэтому во вторичной обмотке ловим фронты и спады сигнала. Трансик небольшой получается даже для низких частот. Главное - хорошо изолировать обмотки от сердечника, которые расположены на сердечнике раздельно. Думаю, тут фторопластовая лента поможет. ФУМ называется.

Оптроны здесь не подойдут. Но промодулируем частотой светодиод и будем светить на другую плату с фотодиодом. Дома, каждый из нас, ленясь вставать с дивана, командует телевизором, кондиционером и т.п. на расстоянии 3-4 м. Частота там 36 кГц (RC-5).

vlasovzloy

Оптоволоконный кабель еще забыли

Добавлено after 46 seconds:
В тослинке емнип обычные скоростные светодиод фотодиод

electroget

[uquote="vlasovzloy",url="/forum/viewtopic.php?p=4256902#p4256902"]Оптоволоконный кабель еще забыли[/uquote]
Оптику (любую) убираем. Уровень технологий задан потолком - строчный трансформатор от кинескопного телевизора.
P.S.
Профессиональный подход, кстати. В начале разработки задаются все возможные ограничения на разработку. Против такого (подхода) и не попрёшь.

jurkom

[uquote="B@R5uk",url="/forum/viewtopic.php?p=4256860#p4256860"]Вы не понимаете, что такое оцифровка. Преобразование напряжения в частоту ею не является. Напряжение после преобразования может быть прямоугольным с крутыми фронтами и фиксированной амплитудой, но это всё ещё аналоговый сигнал, потому что информация в нём зашифрована в частоте, которая меняется плавно, пробега весь диапазон значений между величинами X и Y. Цифровые же данные всегда имеют дискретный набор значений. Именно поэтому их передача по зашумлённому каналу связи позволяет восстановить данные без потерь, пока величина шума меньше величины дискрета. В SPI, I2C и USART несущая частота и амплитуда может плавать в определённых пределах и это никак не скажется на передаваемых данных. В случае же вашего аналогового сигнала, если не позаботится о качестве его передачи, то искажения формы/наличие помех скажется на измеряемой величине частоты (в большей или меньшей степени). В этом концептуальная разница.[/uquote]
Наверное, меня плохо учили. Хотя несколько раз прочитал вот это.
ШаховЭК Интегрирующие разверт преобразов напряжения

Но каждая задача имеет свои параметры и под неё мы проектируем оборудование.
Мы на пенсии. Спешить некуда. Постоянная времени датчика секунд 20. Поэтому 500 мс на измерение частоты - немного.

Из жизни.
В далеком 1978 году на Всесоюзной конференции один аспирант делал доклад о 10-разрядном АЦП в кодах Фибоначчи. Частота преобразования у него была 8 кГц, по тем временам большая. Ну и метрология соответствующая.
Подходит профессор и спрашивает:
- "А что Вы измеряете, и каким датчиком?"
- Температуру. Датчик ТСМ.
- А зачем Вам измерять 8 тысяч раз в секунду, когда у Вас данные будут достоверны только через 3 секунды?

Добавлено after 24 minutes 13 seconds:
[uquote="electroget",url="/forum/viewtopic.php?p=4256903#p4256903"][uquote="vlasovzloy",url="/forum/viewtopic.php?p=4256902#p4256902"]Оптоволоконный кабель еще забыли[/uquote]
Оптику (любую) убираем. Уровень технологий задан потолком - строчный трансформатор от кинескопного телевизора.
P.S.
Профессиональный подход, кстати. В начале разработки задаются все возможные ограничения на разработку. Против такого (подхода) и не попрёшь.[/uquote]
А где Вы видели строчный трансформатор? Написано, что развязка через оптоканал с воздушным промежутком. Частота то у нас не больше 12 кГц.
Строчник был упомянут, как пример трансформатора с небольшими габаритами для развязки нескольких десятков киловольт.
Сколько будет стоить оптрон на 10 кВ и плата к нему из соответствующих материалов и конструкции, а сколько свето- и фотодиод на разных платах?
Известно, что лучший изолятор - вакуум. Воздушный зазор - тоже неплохо.

На оптоволокне могут образоваться отложения, через которые начинает течь, хоть маленький, но мешающий ток.
С этим знаком хорошо. У племяника фирма интернет-провайдинга. Они по сёлам до 4 км волокна в месяц ложат. В карантин пришлось заменять ребят. И варить, и обрывы рефлектометром искать.

Mickle

Уже 2-я страница обсуждения, но всё ещё неизвестны:
1) диапазон входного напряжения ПНЧ,
2) минимальное входное сопротивление,
3) требуемая чувствительность, ограниченная шумами в полосе частот,
4) рабочий диапазон температур,
5) допускаемая погрешность преобразования, включая нелинейность, смещения нуля и масштаба в рабочем диапазоне температур.
Исходя из этого уже можно плясать в сторону бюджета погрешности и выбора комплектующих, расчёта режимов и т.д.

tonyk

jurkom писал(а):Думаю, тут фторопластовая лента поможет. ФУМ называется.

Сомневаюсь. Мне делали трансы со специальной изоляцией из какой-то плёнки, и это точно не фторопласт. Сейчас используют другую, название из головы вылетело.

jurkom писал(а):Оптроны здесь не подойдут.

Как раз наоборот. Такое решение очень широко используется в горной и высоковольтной технике. Ессно, пары закрывают от внешей засветки и друг от друга.

Недавно видел ещё интресный вариант развязки, когда на плате с двух сторон печатью были нарисованы обмотки ВЧ-транса и была сделана простейшая схема модулятор-демодулятор.

jurkom

[uquote="tonyk",url="/forum/viewtopic.php?p=4256943#p4256943"]Сомневаюсь. Мне делали трансы со специальной изоляцией из какой-то плёнки, и это точно не фторопласт. Сейчас используют другую, название из головы вылетело.[/uquote]
Да. Фторопластовая пленка дорогая. Вам, наверное делали изоляцию из полиэтилентерефталата. Его в конденсаторах применяют. Он доступнее и значительно дешевле.
Полиэтилентерефталат
[uquote="tonyk",url="/forum/viewtopic.php?p=4256943#p4256943"]Как раз наоборот. Такое решение очень широко используется в горной и высоковольтной технике. Ессно, пары закрывают от внешей засветки и друг от друга.
Недавно видел ещё интресный вариант развязки, когда на плате с двух сторон печатью были нарисованы обмотки ВЧ-транса и была сделана простейшая схема модулятор-демодулятор.[/uquote]
Плоский импульсный трансформатор. Когда-то в видеомагнтофонах с его помощью передавали сигнал с видеоголовок. Они вращались. А там, между прочим, микровольты.
Но, при таких напряжениях только воздух или керамика. Не зря на платах импульсных блоков питания фрезеруют отверстия для развязки низковольтной части от высоковольтной. А там всего лишь 400 Вольт.

tonyk

jurkom писал(а):Но, при таких напряжениях только воздух или керамика

Да ну! Всего-то 10кВ. И воздух как изолятор самое фиговое что может быть.

jurkom писал(а):Не зря на платах импульсных блоков питания фрезеруют отверстия для развязки низковольтной части от высоковольтной

Почти зря. Вырез в плате- это фуфлогонство чистой воды. Как дополнительный барьер сойдёт, пусть будет, но считать его способом изоляции- грубейшая ошибка. Достаточно прочитать требования к платам в части стойкости к высоким напряжениям, причём, хоть ГОСТ, хоть IEC. В стандартах есть справочные данные, из которых становится понятно, что вырез в плате подобен ночной рубашке невесты в брачную ночь.

Динозавр

tonyk,--- справочные данные, из которых становится понятно ---
А грязь на поверхности ?

tonyk

Динозавр писал(а):А грязь на поверхности ?

Сразу видно, что вопрошающий не читал ни наши, ни буржуйские стандарты, а в придачу не знает, как изготавливаются высоковольтные платы.
У буржуев есть даже характеристика под названием "степень загрязнения". Наши стандарты в этом вопросе используют другой подход.

Jurkin

Ндя... проблему вы тут высасываете прямь из пальца

Да хоть 100 кВ. Рассказываю как дёшево решить проблемку. Идёте на авторазборку и выпрашиваете убитые, утопленные, вообщем неисправные автомафоны или автоусилители звуковые у которых звук\управление передаётся по оптике. Оптика в атмобильной аудиоаппаратуре появилась достаточно давно и присутствует она в том числе и в аппаратах которые давно уже никто не пользует. Там же из проводок можно надрать и световодов. Если провода свалки сдают на медь, то оптика им по любому не нужна - ещё спасибо скажут что провода от пластмассы очистили

Могу отсыпать, у меня этого брахла накопилось ....

Спойлер

tonyk

Jurkin писал(а):Рассказываю как дёшево решить проблемку.

Я занимаюсь промышленным оборудованием, а не лепкой из говна котлетки. Посему комплектация со свалки не канает.

Для тех, кто не в курсе, ибо не читает требования стандартов безопасности. Есть требование, чтобы разрушение одного элемента схемы на "горячей" стороне не приводило к разрушению элементов на "холодной". По этой причине в ряде применений нельзя использовать никакие элементы для связи "горячей" и "холодной" сторон, поэтому используют отдельные свето- и фотодиоды для передачи сигналов даже на одной плате.

diplodok

LM331N, Прецизионный конвертор напряжение-частота

Но не $1