Стенд и оборудование для испытаний и измерений VI

Достал свой осцллограф С1-55, не работал с ним 1,5 года.
Он за это время умер. По крайней мере, нет высокого на трубе.
Ковырять его без схемы (да и со схемой) - темный лес.
Начал я искать что нибудь недорогое в замен.
И наткнулся на это
http://www.platan.ru/shop/www_26.html
Вроде приборчик так себе, но для простых приложений сгодится.
Однако, его же можно использовать для регистрации тестов!!!
Насколько я понял, записывает и хранит 256 измерений.
Можно сбросить на комп.
Получается жутко универсальная веСЧ.
Как вам такая идея?

Это продолжение темы

Стенд и оборудование для испытаний и измерений V
http://forums.airbase.ru/index.php/topic,33182.285.html

Странный сайт.
Там надо нарыть в измерительных приборах, осциллографы, и эту модель.
Картинка - в предыдущем сообщении.

Вот другая ссылка
http://www.chipinfo.ru/dsheets/equipment/oscilloscopes/Velleman/HPS10.html

Но в Платане вроде дешевле.
Украинская цена вдвое дороже >:(

Цитата Serge77:

Объясни, почему 8 многовато? А если 10 или 20 - это совсем плохо? Почему?

---

Чем выше частота, тем меньше точек попадает на полупериод.
соответсвенно тем чаще при оцифровке пападаются точки далеко отстаящие от пересечения сигнала с "0". А чем дальше от точки пересечения с "0" тем меньше сигнал похож на линейную функцию. Следовательно, апроксимация его прямой для нахождения "0" дает ошибку.
Важно не абсолюное значение частоты генератора, а отношение ее к частоте оцифровке.
Это если на пальцах.

А вообще меня давно волновала форма сигнала генератора на NE555. По оцифровке на компьютере - ее не увидеть.

Чем выше частота, тем меньше точек попадает на полупериод.

 

Т.е. тем больше ошибка определения начала и конца окна измерения. Может быть.
Но ведь чем больше частота, тем на большее количество периодов колебаний эта ошибка "размазывается", т.е. она уменьшается. Pазве не так?

Какой эффект перевесит?

Мне тоже казалось, что эффект маленький. Но проведенное численное моделирование для определенной частоты генератора, частоты дискретизации и периода подсчтеа ("точность") показали , скажем так, цифры которые не очень близки к нулю.
Можно моделировать и для других частот. Но меня интересовало наличие эффекта и и его поведение.
Цель такого численного моделирования - определить границы точностни определяемые алгоритмом и применяемой схемой и наметить пути ее повышения, если потребуется.

На сегодняшний день обсуждаемый эффект перекрывается погрешностями, вносимыми механической частью. Например, гистерезис, трение в системе.

Я для себя постапил задачу добиться на своем стенде точности измерения 0,05% от диапазона датчика (50-20 гр).

Serge77> Объясни, почему 8 многовато? А если 10 или 20 - это совсем плохо? Почему?

---

Чем выше частота, тем меньше точек попадает на полупериод.
...
Важно не абсолюное значение частоты генератора, а отношение ее к частоте оцифровке.
Это если на пальцах.

 

Именно! Кроме того важно что-бы оцыфровка шла на той частоте на которой работает внутренний генератор в звуковой карте. Для большинства карт это 44 кГц. У меня есть карта которая может цифровать на 96 кГц.
Если вы ставите другую (не родную частоту), то внутри карты происходи передискретизация (oversampling) - т.е. пересчет с родной частоты в ту которую вы запросили. Что сильно добавляет искажений.
Так-же звукой тракт сильно заваливает фронты на высоких частотах. Я решил что 4 кГц это самое-то! Хотя у меня есть возможность выбора.

А вообще меня давно волновала форма сигнала генератора на NE555. По оцифровке на компьютере - ее не увидеть.

 

Форма там меандр - самый лучший вариант. И на выходе у нее компаратор. Но у меня наблюдается еще некоторый переходный процесс ("звон") после каждого фронта. Этот-же звон присутствует и на выходе после тригеров Шмидта которые я поставил как буфер.

У меня PЕАЛЬНАЯ точность получилась 1% (примерно) при сигнале 4 кГц примерно, оцифровка 44 кГц 8бит. Размер окна 0.01 с., т.е. 440 точек. Но это на реальном сигнале. Почему-то частота генератора сильно дрожит. Т.е. фазовый шум, даже не смотря на то что я делю частоту на 4 перед тем как загнать сигнал в звуковую карту.
Обидно, хотел выжать большую точность. А так получается при нагрузке 190 Н погрешность ± 1.5 Н

PS - Sorry за то что до сих пор не выложил свою программу. Уже 3 недели переставляю Винду - старая сдохла

У меня были следующие результаты:
Частота 6100Гц, генератор подключается через конденсатор на линейный вход. Оцифронка 48 кГц. 16 бит. Внутренней частоты АЦП не знаю.
После оцифровки сигнал похож на синусоиду. Но значений не много.
На 1 Гц у меня приходится 20гр.

1. Если сразу в комп, то дрожание састоты на окне 0.01 ± 0.5-1 Гц
2. через магнитофон амплитуда дрожания 4 - 10 Гц

Кстати меандр - плохая форма сигнала для подсчета, жуткая форма, отвратительная форма (и т.д.) . Потомучто по ней не предсказать переход через "0".
Идеальная - пила из равнобедренных треугольников. в крайнем случае синусоида. В случае синусоиды можно поменять закон предсказания с линейного на синус.

.....Кстати меандр - плохая форма сигнала для подсчета, жуткая форма, отвратительная форма (и т.д.) . Потомучто по ней не предсказать переход через "0".

 

Кстати, прекрасная, самая наилучшая форма. Использовав немного арифметики, сиречь науки числительной, можно в этом убедиться доподлинно.

Кстати, прекрасная, самая наилучшая форма. Использовав немного арифметики, сиречь науки числительной, можно в этом убедиться доподлинно.

 

Ето как ?
Если в момент времени t0 сигнал "1" а в момент t1 "-1" как узнать в каой момент произошло переключение ??? Для меандра не существует обратной фнкции.
Что для синуса, что для пилы зная f(x) и знак f'(x) я могу одназначно найти x.
Для меандра - нет. там каждому f(x) соответсвует множество x.

PS А Новодворская чем тебе не угодила ?

Ето как ?

 

Ровно также, как и для синуса. Это если сначала цифровать звуковой картой. Нужно просто знать, что делает звуковая карта с входным меандром.
А если делать по уму и мерить сразу время между фронтами, то точность 0,001% - дело довольно примитивное.
ПС. А Новодворскую я временно, по настроению применил в качестве кумира. Некоего бесполого, вечно гундосящего существа. Демона противоречия примерно.

Ровно также, как и для синуса. Это если сначала цифровать звуковой картой. Нужно просто знать, что делает звуковая карта с входным меандром.
А если делать по уму и мерить сразу время между фронтами, то точность 0,001% - дело довольно примитивное.

 

Правильно
Я отношусь к звуковой карте , которая меряет напряжение с определенной дискретностью. Она не работает по событию.
Я давно предлагал тем кто умеет палаьник держать переделать схемку следующим образом.
поднять частоту до десятков - сотен килогерц, считать импульсы простым счетчиком и результат вывешивать на порт СОМ или параллельный порты.
только без всяких там микропроцессоров

Господа, у кого сделана схемка генератора на NE555, датчик емкостный и есть возможность замерить колебания частоты можете посмотреть реально ли она гуляет и насколько ?

Она не работает по событию.

 

Дык. А ещё у неё на входе есть ФНЧ, переходную хар-ку которого можно снять. Далее - то же, что и с синусом...

Господа, у кого сделана схемка генератора на NE555, датчик емкостный и есть возможность замерить колебания частоты можете посмотреть реально ли она гуляет и насколько ?

 

У меня все это добро есть. И есть WAV файлы от реальных нагружений датчика. Но выслать все это добро смогу где-то через неделю. Когда реанимирую домашний комп и выйду с больничного.

На словах частота гуляет от периода к периоду. Т.е. два соседних периода отличаются довольно значительно. В среднем частота довольно стабильна. Может это не NE555 виноват, а мои кривые руки и разводка платы.

Кстати а с интегрирующей цепочкой на выходе (ака ФВЧ) я поэкспериментирую.

то Тимочка:
wav файл я и сам могу тебе выслать
ты в осцилограф на выход генератора под нагрузкой смотрел ? сигнал там какой ?
Я смотрел осцилографом на выход генератора без нагрузки - меандр.
Снимаю через звуковую карту - похожа на синусоиду. Не знаю что и думать.

Снимаю через звуковую карту - похожа на синусоиду. Не знаю что и думать.

 

А глазом нам глянуть можно на картинку?

Я смотрел осцилографом на выход генератора без нагрузки - меандр.
Снимаю через звуковую карту - похожа на синусоиду. Не знаю что и думать.

 

Лучше записывать сигнал и смотреть осцилом не входе зв карты.

Вот примеры как выглядит сигнал снятый с генератора с подключенным датчиком и разброс частот для 16 бит.
+ для примера привел разброс частот для 8 бит. Картина вообще жуткая.
При снятии корпус был заземлен.

Если измерить осцилоскопом, форма будет другой, по крайней мере я установил вопиющую разницу м/у скопом и зв.картьi. Как знаеш, я юзаю NE555 на 250-300 КГц и потом делю счетчиком до 2--5 КГц, ето уменьшает фазовьiй шум, о котором пишет Timochka , а и из за увеличения удельного веса C в RC цепочке увеличивается чувствительност на 20-30 %. Частота изменяется медленно во времени от 0 до +20Гц - полагаю, из за саморазогрева, т.к. через минут 15-20 изменение практически становится близким к нулю- и когда придет время думаю сделать термокомпенсацию с NTC. После деления фазовьiй шум усредняется и на вьiходе получаются прекрасньiе прямоугольньiе импульсьi со скважностю .5 и резкими фронтами.

Еще раз говорю: меандр - плохая форма сигнала для измерения частоты с помощью АЦП с соотношением дискретности к измеряемой частоте ~10.
Разубедите

А разве я спорю? Ето к вопросу об уходе частотьi -тьi ведь спрашивал-и фазовьiх шумов. Когда появится время, сделаю 3х-угольник, посмотрим.

Еще раз говорю: меандр - плохая форма сигнала для измерения частоты с помощью АЦП с соотношением дискретности к измеряемой частоте ~10.
Разубедите

 

В общем случае - не берусь. Применительно к звуковой карте - попробую.
1. Во всех современных звуковых кодеках применены сигма-дельта АЦП и ЦАП. Одной из особенностей этих технологий является обязательное применение очень мощного цифрового фильтра после дельта-модулятора. При этом частота обновления отсчётов на выходе фильтра, которую мы принимаем за частоту дискретизации АЦП, во много раз меньше (в звуковых - раз в 16-512, в инструментальных - до 4096 раз), чем частота работы дельта-модулятора. Это важно потому, что спектр цифрового фильтра повторяется периодически, симметрично относительно половины частоты работы модулятора, т.е. на частоте модулятора пропускание такое же, как на постоянном токе.
2. Частота же обновления отсчётов слабо связана с частотой модулятора, этим и объясняется в большинстве случаев возможность для звуковой карты оцифровывать на разных частотах. Правда, строгая кратность частот обновления и модулятора уменьшает интермодуляционные искажения. В популярных ранее AC97 аудиокодеках частота работы модулятора составляла 12288 кГц, что в 256 раз больше, чем частота 48 кГц, на которой "нам кажется, что он работает". Никакой "передискретизации" в таких кодеках нет, просто берётся ближайший подходящий делитель, а "лишние" отсчёты отбрасываются, порождая, ДА!, заметные интермодуляционные искажения.
3. Реакция дельта-модулятора на изменение напряжения на входе практически мгновенна, но её отклик на выходе пропорционально мал, т.к. каждый одиночный отсчёт дельта-модулятора имеет очень малый вес. Более того, большинство дельта-сигма АЦП не могут отработать перепад на полную шкалу за один отсчёт. Таким образом, сигнал из прямоугольного становится трапецевидным, причём, малая инерционность дельта-модулятора трансформируется в пропорционально представленные отсчёты разного значения.
4. Больше того, если АЦП так и не успел "устаканиться", то сигнал из трапецевидного на выходе становится треугольным! Всё это становится очевидным, если посмотреть на фазовые и импульсные характеристики применённого цифрового фильтра!

Всё это становится очевидным, если посмотреть на фазовые и импульсные характеристики применённого цифрового фильтра!

 

завидую я людям которым ЭТО становится очевидным! я б тоже так хотел, да опыта маловато.

Вот примеры как выглядит сигнал снятый с генератора с подключенным датчиком и разброс частот для 16 бит.

 

Прекрасно выглядит! Да и точность измерения частоты в 0,1% для такого ужасного метода измерений - прекрасная. А шумок в результатах можно сгладить ФНЧ, тогда будет совсем нарядно. Ведь динамика работы мотора заранее известна приблизительно, т.е. частоту среза ФНЧ можно легко узнать.