Помогите разобратся в теории

ingfa_1981

Хочу сделать измеритель уровня сигнала. Тот который есть сейчас уже устарел, да и большеват.
Есть esp32 которая может измерять напряжение до 3.3 Вольт. ad8307 логарифмический детектор.
Генератор звуковых сигналов может выдавать уровни согласно описанию http://www.radioscanner.ru/files/downlo ... r_gd5r.zip
от -70 Дб до + 11 Дб. Меня конкретно интересует диапазон но моем будующем измерителе -13,5 Дб до + 4,5 ДБ на симметричную нагрузку 600ом
,ad8307 может выдавать напряжение в вольтах от 0 до 2.4 вольт то есть 25мВ на 1 Дб.
Вопрос как мне вольты пересчитать в Дб? Просто на входе ad8307 установить резистор 600 ом подать сигнал с генератора, измеренное значение разделить на 25мВ. Получу значение в дБ, а как же тогда минусовые значения например -13.5Дб?
Почему на генераторе написано P(dB)?

Если на резистор 600 ом подаю сигнал с генератора, то при 0 Дб на осциллографе, вижу 1.180Вольт.
Пытаюсь расчитывать по такой формуле, правильная ли она?
import math
U=1.180
Uo= 1.180
V = 20*math.log10(U/Uo)
print (V)
0 Дб

Реклама

Динозавр

ingfa_1981, ---при 0 Дб на осциллографе, вижу 1.180Вольт---
Амплитудное = 1,094 ,действующее = 0,772 В, 1мВт на 600 Ом.
Примерно (по логарифмической линейке)

Реклама

SM898

ingfa_1981 писал(а):Если на резистор 600 ом подаю сигнал с генератора, то при 0 Дб на осциллографе, вижу 1.180Вольт.

Ваш генератор имеет выходное сопротивление НЕ 600 Ом.
Т.е. он не согласован с нагрузкой. Правильные показания
будут только при правильном согласовании.

ПС. скорее всего Rвых генератора - 50 Ом.

ПС2. Как децибелы пересчитать в вольты - ну, наверное, с помощью
микроконтроллера. Сам ни разу не программер, но не раз встречал
в сети проекты измерителей мощности с сенсорами на AD8307, AD8313 и др,
и с микроконтроллером, который преобразовывал полученное с AD-шки
напряжение, и выдавал пересчитанное значение вольт и децибел на
цифровой индикатор, чаще всего 2*16.

ingfa_1981

Согласован и имеет выходное сопротивление 600 ом.

Реклама

КРАМ

[uquote="ingfa_1981",url="/forum/viewtopic.php?p=4324740#p4324740"]Если на резистор 600 ом подаю сигнал с генератора, то при 0 Дб на осциллографе, вижу 1.180Вольт.
Пытаюсь расчитывать по такой формуле, правильная ли она?
import math
U=1.180
Uo= 1.180
V = 20*math.log10(U/Uo)
print (V)
0 Дб[/uquote]
1. Измеренные вами 1,18 В - это ЧТО? Амплитуда или двойной размах?
2. Что за осциллограф использован для измерений?
3. Каким щупом вы измеряли симметричный сигнал? (дифференциальный щуп - это дорогостоящая экзотика)
4. Поверен ли ваш генератор?
5. Судя по мануалу на генератор, уровни обозначенные в дБ на самом деле являются уровнями в дБВ (dBV), то есть децибел к Вольту. Сиречь, формула расчета у вас верная (правда Uo в ней - это базовый уровень 1 В). Но только в ней вольты ДЕЙСТВУЮЩЕГО значения. Поэтому я задал вопрос по пункту 1.

Реклама

ingfa_1981

1. Измеренные вами 1,18 В - это ЧТО? Амплитуда или двойной размах? - Это амплитуда. Или полу волна. Так показал осциллограф.
2. Что за осциллограф использован для измерений? АКИП4122/4
3. Каким щупом вы измеряли симметричный сигнал? (дифференциальный щуп - это дорогостоящая экзотика) Обычным несимметричным щупом. На нагрузке 600 ом, на осцилографе сигнал был размытым утолщенным. Луч не такой тонкий как на несимметричном выходе.

Добавлено after 3 hours 26 minutes 11 seconds:
А вообще уровень вольтах с ad8307 как пересчитать в дБВ (dBV)? реально ли это?

Реклама

КРАМ

[uquote="ingfa_1981",url="/forum/viewtopic.php?p=4325174#p4325174"]сигнал был размытым утолщенным.[/uquote]
Тут все зависит от схемотехники симметричного выхода.
Если он гальванически развязан (трансформатором, например), то измерять несимметричным щупом можно. А если не развязан, то вы землей осциллографа с высокой вероятностью подкорачиваете одну из фаз выхода. И тогда одному Богу известно что вы там намеряете осциллографом.
А так, 1,18 Вольт амплитуды равны 0,834 Вольт действующего значения. Или в логарифмической шкале -1,57 дБВ.

Добавлено after 6 minutes 39 seconds:
[uquote="ingfa_1981",url="/forum/viewtopic.php?p=4325174#p4325174"]реально ли это?[/uquote]
Я не понял вопроса. Причем тут ОУ? Перевести в децибелы можно значение сигнала в Вольтах. На этом пути я не вижу никаких ОУ, как не вижу резисторов или ламп бегущей волны...
Это чисто математическое действие.
Прежде всего я не понял исходную задачу. Какие сигналы вы собираетесь измерять своим прибором? Какая схемотехника подразумевается между входом прибора и входом АЦП?

ingfa_1981

Какая схемотехника подразумевается между входом прибора и входом АЦП? это самый главный вопрос.
С генератора с симетричным выходом 600 ом 800 гц, мне необходимо подать сигнал через некоторую схему
на вход ацп. Некоторая схема это детектор? Кто нибудь подскажите как развязать вход ацп и выход генератора.
Если ставить диодный детектор на кремниевых диодах то измерит он от 0.7 вольт как я понимаю.

КРАМ

ad8307 уже является логарифмирующим детектором. Если эта микросхема имеется, то ее и ставьте.
Если речь шла о пересчете ее выходного напряжения в дБ (наконец то я врубился о чем речь...

), то в даташите есть график такой зависимости и чувствительность равная 25 мВ/дБ:

По графику привязываетесь к минимальному значению линейного участка: -60 дБ=0,7 Вольт выходного напряжения. И далее с наклоном 25 мВ/дБ имеете линейный участок до примерно +15 дБ.

Если опора АЦП=3,3 В, то код 0,7 Вольт будет равен (0,7/3,3)*4096=869 попугаев (если разрядность АЦП=12). То есть точка 869 будет равна -60 дБ.
Далее идет линейный участок с чувствительностью 31 попугай/дБ (точнее 31,03).
Итого: Результат в дБ= -60+((АЦП-869)/31)

ingfa_1981

Откуда взялись 31 единиц квантования на дБ?
Между -60 и +15 дБ 45 дБ.
А можно порекомендовать мне другую схему.для развязки
Кстати график ad8307 по-моему для 50 ом, А у меня 600ом

Я думал с ad9807 просто значение полученное в вольтах делить
На 0.025 вольт, почему я оказался не прав?

Вот эти схемы пойдут для развязки?
https://microcontrollerslab.com/ac-volt ... t-arduino/

КРАМ

[uquote="ingfa_1981",url="/forum/viewtopic.php?p=4325402#p4325402"]Откуда взялись 31 единиц квантования на дБ?[/uquote]

Вы в начальной школе пропорции проходили?
Задачкв для первого класса.
Если 3,3 равно 4096 попугаям, то 0,025 какому количеству попугаев будет равно?

Включите наконец голову. Ну или оставьте свои затеи.
ЗЫ. Между минус 60 и плюс 15 расстояние в 75 дБ.
Вы реально не знаете арифметику... это беда и терминальный случай.
[uquote="ingfa_1981",url="/forum/viewtopic.php?p=4325402#p4325402"]Я думал с ad9807 просто значение полученное в вольтах делить
На 0.025 вольт, почему я оказался не прав?[/uquote]
АЦП не выдает значение в вольтах. АЦП выдает значение в попугаях пропорционально своей шкале 3.3/4096 вольт на 1 попугай (дискрет).

ingfa_1981

Спать наверное хочу. Понятно с математикой.
Получается мне нужна схема, которая будет
Переменное напряжение после падения на резисторе 600 ом
переводить в постоянное эквивалентное rms.
Просто мне не понятно как она будет называться,
Прецизионный выпрямитель? Ad8307 хороша на высоких
Частотах, много помех ловит. Ни хотелось бы фнч собирать.

КРАМ

[uquote="ingfa_1981",url="/forum/viewtopic.php?p=4325578#p4325578"]Ни хотелось бы фнч собирать.[/uquote]
А логарифмический детектор на россыпухе, стало быть, хотелось...

Любезный, у нас пустопорожний разговор. Ваши доводы лишь показывают, что вы вообще ничего не знаете в схемотехнике и практически ничего в программировании МК. Вы как собрались что либо делать, если даже не в состоянии вычитать из даташита входное сопротивление микросхемы?
Я даже не понимаю зачем вам измеритель уровня с логарифмической шкалой и с динамикой в 75 дБ.

ingfa_1981

1500 ом входное сопротивление микросхемы ad8307.
Контроллер выдает мне значение в микровольтах.В микропайтоне так можно.
Про квантование я знаю.
Я связист прибор мне нужен переносной, что бы измерять каналы связи.
Вроде написал, что обойдусь диапазоном -13,5Дб +4,5Дб, можно в Неперах -1,5 Нп + 0,5Нп.

КРАМ

[uquote="ingfa_1981",url="/forum/viewtopic.php?p=4325616#p4325616"]1500 ом входное сопротивление[/uquote]
Причем тут тогда 50 или 600 Ом?
Если вы знаете как писать код на микропитоне, то зачем задаете вопросы? Тем более, если связист....
Я пишу код либо на АСМе, либо на Си. Про Питон ничего сказать не могу. Формула расчета дБ вам не нужна, если использовать обсуждаемую микросхему. Диапазон -13,5дБВ ... +4,5дБВ можно считать из линейного измерения прямо в МК. Прямо в МК можно и детектор реализовать.
С таким небольшим ДД боятся шумов и помех невозможно. -13,5 дБВ=0.211 Вольт, +4,5дБВ=1,679 Вольт

ingfa_1981

Прямо в МК можно и детектор реализовать - вот про это можно подробнее, какой нибудь пример ?

КРАМ

Примера на микропитоне точно не будет.
Разговор может идти только о математике.
Выпрямитель как алгоритм - это просто модуль знакового массива сигнала. Естественно, что ноль будет в середине ДД АЦП. То есть для 12 разрядов получится 2047.
С максимальной частотой дискретизации копим массив периодов на 20 входного сигнала. Выпрямляем его и находим среднеквадратичное значение. Далее логарифмируем по известной формуле.
Вот и все.

ingfa_1981

С максимальной частотой дискретизации копим массив периодов на 20 входного сигнала - то есть я должен знать частоту измеряемого сигнала, что бы накопить измерения в массив за 20 периодов, этого сигнала известной частоты?
Если вам не трудно подскажите литературу, об измерениях на микроконтроллерах. Спасибо за помощь.

КРАМ

Частоту знать не требуется. Речь идет о МИНИМАЛЬНОЙ частоте измерения. Любой вольтметр переменного напряжения имеет такую частоту. Ниже ее корректно интегрировать массив для измерения trueRMS не выйдет.
Есть конечно альтернатива - следящий приемник. То есть квадратурное измерение амплитуды конкретной гармоники напряжения. Но это будет селективный вольтметр.
По поводу литературы. МК тут не причем. Речь идет о цифровой обработке сигналов. Поэтому любая доступная по уровню изложения литература по ЦОС (DSP) подойдет. Но если нет вменяемого радиотехнического образования, - будет не слишком понятно.

ingfa_1981

for (n=0; n<number_of_samples; n++)
{
// inst_voltage calculation from raw ADC input goes here.

squared_voltage = inst_voltage * inst_voltage;

sum_squared_voltage += squared_voltage;
}

mean_square_voltage = sum_squared_voltage / number_of_samples;
root_mean_square_voltage = sqrt(mean_square_voltage);

Добавлено after 2 minutes 38 seconds:
Последний вопрос, сигнал на ножку АЦП подавать с операционного усилителя повторителя, вообще что делать с отрицательной полу волной?