Система детектирования.

[neon_613]

Есть установка ТМА (ТермоМагнитного Анализа).
(Она представляет собой катушку возбуждения и сигнальные катушки на которых наводится эдс от катушки возбуждения. они включены противопоследовательно. образец помещается в одну из сигнальных катушек и греется) результирующий сигнал с катушек усиливается и на ключевой синхронный детектор)

q.GIF

(13.45 КБ) 599 скачиваний

Г – генератор звуковых частот; L1, L2 – намагничивающие катушки; L1, L2 - дифференциальные измерительные обмотки; Т – термопара Pt-Pt+10%Rh; СД – синхронным детектором; ПУ – селективный усилитель с;АЦП – 24-битовый аналого-цифровой преобразователь Е24; РС – компьютер

система работает на частоте 10кГц

хочу заменить ключевой синхронный детектор на цифровой.
(оцифровать 10кГц сигнал (несущей в амплитуде и фазе полезную информацию) домножить на опорный, домножить на опорный сдвинутый на pi/2 (необходимо что бы получить сдвиг фаз относительно опорного) усреднить и пока все )

С помощью каких средств это лучше сделать DSP, ПЛИС или еще что..?

(есть опыт работы с микроконтроллерами ARM7. с DPS и плис не работал)

[Kavka]

несущей в амплитуде и фазе полезную информацию

Думаю вам будет не без интересно ознакомиться с темами "Измеритель RLC", "Измеритель RLC-2" и про RLC-3 (на сайте pro-radio.ru, раздел "Измерения").

Полезный сигнал на частоте 10кГц? А длительность выборки какая?

[neon_613]

полезный сигнал промодулирован частотой 10кГц.
он меняется очень медленно, т.к. нагрев и охлаждение проводится достаточно медленно

А длительность выборки какая?

15.GIF

(7.61 КБ) 526 скачиваний

1й график это сигнал промодулированный частотой 10кГц
2й это опорный сигнал на частоте 10кГц (был синус я его в меандр переделал) он подается на ключ
3й это на выходе синхронного детектора (СД). т.е. когда на ключ подается 0 то СД работает как инвертор когда 1 то как повторитель. (происходит умножение то на 1 то на -1)
4й график после низкочастотного филитра

что тут значит длительность выборки?

[Kavka]

Сам я детально не разбирался с синхронными детекторами, но исходя из содержания тем про измерители RLC и здравого смысла... IMHO, тут так же как с цифровым осциллографом - частота оцифровки должна быть раз в 5-10 больше частоты исследуемого сигнала.
Длительность выборки означает как много вам надо оцифровывать, хранить и обрабатывать. Секунды, минуты? Непрерывно, в реальном времени? Или процесс достаточно медленный, чтобы выполнять отдельные замеры (раз в несколько секунд или минут, например)? Сколько надо периодов оцифровать чтобы сделать один замер (усреднение)?
Мне продолжить с вопросами или сами уточните? А то очень широкое поле для советов остаётся.

[neon_613]

Длительность выборки означает как много вам надо оцифровывать, хранить и обрабатывать.
Секунды, минуты?
Непрерывно, в реальном времени?
Или процесс достаточно медленный, чтобы выполнять отдельные замеры (раз в несколько секунд или минут, например)?
Сколько надо периодов оцифровать чтобы сделать один замер (усреднение)?

Процесс достаточно медленный, чтобы выполнять отдельные замеры. но я хотел проводить измерения непрерывно, проводя усреднения (порядок 1000 раз).

частота сигнала 5-10 кГц. получается надо оцифровывать на частоте 25-100кГц.
Есть еще опорный сигнал на той же частоте, его тоже надо оцифровать причем одновременно с сигналом.
потом перемножить один на другой потом
усреднить за период.
и передать это значение

(МК LPC2360 имеет тактовую частоту 70МГц АЦП имеет 6 каналов (время преобразования 2.44мкс "10-bit conversion time ≥ 2.44 µs.") )

я так понимаю этих параметров должно хватить?

[Kavka]

По идее, достаточно хранить/накапливать/усреднять количество выборок соответствующих одному периоду.

Если у вашего контролера один АЦП, то нужна синхронизация, например, по пересечению нуля. Так как частота контролера не кратна частоте входного (и опорного) сигнала и момент выборки конкретной точки за 1000 выборок может "уплыть".
Для оного АЦП у вас будет постоянная погрешность, так как вы будете переключать мультиплексор и проводить измерения в разные моменты времени. Либо опорный сигнал выдавать с того же контролера через ЦАП, тогда точно будет известно в каком состоянии находиться опорный сигнал. Ну, или внешний АЦП со схемой синхронизации.

При такой частоте выборок, думается мне, что на ARM-е можно легко на лету усреднять...
Предполагаю, что темы про измерители RLC не осилили. Там на PIC16F876A с кварцем на 16МГц неплохо справляются. В том числе и с обработкой сигнала на 10КГц.

[neon_613]

Предполагаю, что темы про измерители RLC не осилили. Там на PIC16F876A с кварцем на 16МГц неплохо справляются. В том числе и с обработкой сигнала на 10КГц

.
Не ну почему. там принцип другой. я не знаю получится ли этим способом мерить магнитную восприимчивость. но из тех схем я возьму принцип синхронного детектирования. как вы сказали там сам контроллер генерирует опорный сигнал ШИМом и измерение проводит синхронно с началом цикла.

Либо опорный сигнал выдавать с того же контролера через ЦАП

Я побывал генерировать синус ЦАПом получалось что то порядка 50Гц(. при повышении частоты контроллер зависал. (на период брал 20 точек)

вы говорите:

По идее, достаточно хранить/накапливать/усреднять количество выборок соответствующих одному периоду.

как вы провели оценку? опыт?

а еще усреднять все эти усреднения хотелось бы. и как узнать сколько усреднений можно накопить для усреднения?

и если будет генерироваться опорный сигнал с помощью ШИМа или ЦАПа как узнать сколько процессорного времени на это уйдет.