Измеритель АЧХ линейных цепей

[VNN84]

Задача такая: необходимо собрать такой измеритель. Частотное измерение до 1 МГц. Собирать хочу на DDS AD9835 + AT90USB647 (или другой). Устройство подключается к ПК и управляется от него по USB-интерфейсу.
Помогите все это раскидать по полочкам, составить схему, программу. Советы, критика, наставления - всему буду рад.

[RST]

Задача такая: необходимо собрать такой измеритель. Частотное измерение до 1 МГц.

Отличная задача.
Аналоговой техникой до этого занимались?

[ИРБИС]

Аналоговой техникой до этого занимались?

Вопрос, конечно, интересный! Ещё один интересный вопрос: Теорему Котельникова – критерий Найквиста знаете?

[VNN84]

Аналоговой занимался достаточно долго, а вот цифровой только первый год, поэтому и обратился за помощью.
Теорему Котельникова конечно же знаю, а вот критерий Найквиста нужно повторить. А к чему все это?

Первое что необходимо - заставить DDSку работать. Плата готова, к МК подключена (ATtiny2313 - другого пока не купил, стипендию жду).
Судя по всему, DDS управляется по SPI.

Кому интересно посмотреть на плату, то внизу.

[Aheir]

Теорему Котельникова конечно же знаю, а вот критерий Найквиста нужно повторить.

В данном случае, это одно и то же.
Оно еще иногда Теоремой отсчётов Котельникова - Шеннона - Найквиста - Уиттакера называется, если никого не забыл... Криво, конечно, но вроде все приложились
А оно при том, что частота указана до 1МГц. Соответственно, прикидываем, на какой частоте должно работать Ваше устройство.

[ARV]

А оно при том, что частота указана до 1МГц. Соответственно, прикидываем, на какой частоте должно работать Ваше устройство.

не вижу необходимости прикидывать.
структурно, как я понимаю, устройство выглядит следующим образом:
генератор DDS (управляемый МК)--->контролируемый девайс (АЧХ которого определяем)--->прецизионный среднеквадратический выпрямитель ----> АЦП того же самого МК.

МК заставлет DDS генерировать 1Гц и измеряет, что там на выходе за амплитуда, потом 2ГЦ - снова замер и т.д. в общем, прогоняет весь диапазон с необходимым шагом. Можно еще контролировать амплитуду сигнала с DDS, хотя если он качественный - в этом необходимости нет.

Даже если МК очень тормозной, сканирование с шагом в 1Гц (что наверняка никому не надо) займет пару секунд... ну от силы 10 секунд... нормально, имхо

[VNN84]

Я думаю да одного МГц получить получить синус будет без проблем, ведь опорная частота 50 МГц.

Тов. ARV, структурную схему Вы точно описали, но только без управления от ПК. И еще, перед, и после "контролируемого девайса" я хочу поставить буферы. Выходной ток DDSки 4 мА, можно спалить, а ее трудновато доставать.

[ARV]

И еще, перед, и после "контролируемого девайса" я хочу поставить буферы. Выходной ток DDSки 4 мА, можно спалить, а ее трудновато доставать.

это несущественно для структурной схемы В ОБЩЕМ

[VNN84]

Ну, это был маленький нюанс.
Сканировать с таким мелким шагом, как Вы указали, нет необходимости. Вполне достаточно "закидывать" частоты, отстоящие друг от друга на 1/3 октавы.

Есть еще и экзотический вариант: на вход измеряемого устройства подается розовый шум (сигнал с равномерным спектром), а на выходе ставят кучу цифровых фильтров, настроенных на те же 1/3-октавные частоты. Например, для звуковых частот кол-во этих фильтров будет ~30 штук. Такое измерение выполняется очень быстро и используется для настройки аппаратуры. Стоят очень дорого...

[ARV]

значительно проще и наверное дешевле поставить на выходе приличный АЦП и сделать фурье-анализ... и получить те же результаты...

[VNN84]

Ну, как я уже говорил, это экзотика ... для меня.

[VNN84]

Ну вот, DDSка сдалась - генерирует что я ей прикажу. Замечательно.

[ИРБИС]

Ну, как я уже говорил, это экзотика ... для меня.

Это не экзотика, а суровая реальность.

[VNN84]

Да, действительно: сделать преобразование Фурье и построить спектр с помощью микроконтроллера, то надо быть кудесником

[ИРБИС]

Да, действительно: сделать преобразование Фурье и построить спектр с помощью микроконтроллера, то надо быть кудесником

Не кудесником, а студентом третьего курса некоторых технических ВУЗов. Это не так уж и сложно. Алгоритмы БПФ хорошо описаны в литературе, а также существуют специализированные микросхемы БПФ.

[VNN84]

Да, например, чтобы сделать БПФ нужно делать сложные матем. вычисления (для МК). Считать интегралы он будет долго. И еще, прописав строчку #include<math> и всять несколько мат. операций (sin или exp например) и память (ПЗУ) МК уйдет в нет. Tiny даже sin посчитать не может...

[Aheir]

Ну а кто ж так делает? Синус как правило по таблице вычисляют, причем из-за особенностей этой функции достаточно иметь табличные значения для четверти периода. Грамотная реализация БПФ вполне по силам AVR-ке, примеров достаточно много в сети, поищите, если интересно. Да и на Форуме встречалось.
Однако здесь, вроде как, обсуждаются несколько другие вещи? Давайте тогда лишний раз флудить не будем.

[ARV]

Да, например, чтобы сделать БПФ нужно делать сложные матем. вычисления (для МК). Считать интегралы он будет долго. И еще, прописав строчку #include<math> и всять несколько мат. операций (sin или exp например) и память (ПЗУ) МК уйдет в нет. Tiny даже sin посчитать не может...

так у вас же, если не ошибаюсь, компьютер будет подключен? а уж ему-то БПФ посчитать - раз плюнуть! а задача МК будет всего лишь "быть посредником" между компьютером и железом - собственно, для чего МК и предназначается...

[VNN84]

Да вы правы. Именно так и реализуется sin в рассматриваемой DDS - по четверть периоду. Эта таблица находится в ПЗУ этой ИМС и называется Look Up Table. А для вычисления различных функций, действительно нужно выполнять в ПК. Но ладно, это уже немного далековато от конкретно рассматриваемого устройства.

Как я уже писал, синтезатор заработал. Теперь надо после него какой нибудь буфер придумать с максимально линейной АЧХ до 1...10 МГц. Есть предложения? Такой же буфер необходим после исследуемой цепи поставить.

Есть еще один вопрос на вскидку: сколько нужно разрядов АЦП? Внутреннего 10-и битного хватит? Или поставить 24-разрядный дельта-сигма от Texas Instruments? Правда с последним не когда не имел дела.

[Сэр Мурр]

Кажется, чем шире полоса пропускания, тем выше максимальная рабочая частота. ";-разрядные АЦП, способные оцифровать 10-МГц сигнал, мне не известны. В цифровых осциллографах используются 8-разрядные АЦП.