USB логарифмический вольтметр – измеритель АЧХ

[a5021]

Если бы не страдали предрассудками насчет холиваров, а посетили указанную тему, то некоторые вещи, возможно, открылись бы вам с неожиданной стороны. А так и будете заблуждения озвучивать.

[dadigor]

Я вообще стараюсь не страдать по мелочам... Если читать повнимательнее, то я НЕ УЧАСТВУЮ в холиварах, это не значит что их не читаю.
Некоторые вещи мне открылись при чтении указанной темы, конец ее правда особо не смотрел - сверлю я у себя на станке ЧПУ, призывать к этому остальных или спорить о достоинствах ручного сверления не хочу - наверное все всем и так ясно, вот только затраты разные, отсюда и решения.
Мнение свое на сегодняшний день я озвучил, каким бы оно Вам не казалось. Надеюсь, что мне будет позволено при нем и остаться. Для поделок мне хватает и моего ЛУТа с 0,2 мм, но тем не менее хочу попробовать себя в фотопроцессе, если хватит сил и желания хорошо оборудоваться, потому что считаю его потенциально лучше. А уж совсем по-хорошему надо заказывать платы у профессионалов. )) Это я тоже обязательно попробую - однова живем-то!

EL-Eng, простите пожалуйста, офф-топ в такой хорошей теме. Плату сделаю, пообщаемся по теме.

[El-Eng]

EL-Eng, простите пожалуйста, офф-топ в такой хорошей теме.

Нет проблем.

Плату сделаю, пообщаемся по теме.

С удовольствием.

[dadigor]

Набиваю плату, несколько вопросов к автору.
1. На схеме и в перечне С10 = С11 = 1,0 мкФ, на монтажке С10 = 10,0 мкф, С11 = 1 нФ. Думаю, что правильно на схеме. Или нет?
2. На схеме и в перечне МСР1541Т (Uref=4,096V), а на монтажке REF3025AIDBZR (Uref=2,5V). Поставил MCP1541...

[El-Eng]

В обоих случаях правильно на схеме и в перечне. На монтажке остались номиналы исходной схемы, до отладки. Извиняюсь, не заметил. Как выяснилось, OrCad Layout, позволяя редактировать значения номиналов элементов, не сохраняет внесенные изменения.

[dadigor]

Ага, спасибо.
Еще вопрос. В цепи сброса стоит подтягивающий резистор 1,5 К. Я попался на этом, обычно ставят 10 К и мой программатор ucGozilla с защитными резисторами 470 Ом на всех выходах работает нормально. А в данном случае образовавшийся делитель 1,5 К и 470 Ом не давал нормального сигнала NRST и поиск причин непрограммирования контроллера занял у меня, дурака, какое-то время - ведь прямо перед этим я без проблем запрограммировал контроллер на плате генератора. ))
1,5 К - это принципиальный выбор, связанный с подключением ADuM1301? Или это необходимо для уменьшения длительности импульса по каким-то соображениям, например для нормального взаимодействия при подключении платы к USB?
Извините за мелкие вопросы, такой уж я... ))

[El-Eng]

1,5 К - это принципиальный выбор, связанный с подключением ADuM1301? Или это необходимо для уменьшения длительности импульса по каким-то соображениям, например для нормального взаимодействия при подключении платы к USB?

Нет и нет. Номинал резистора R11=1.5к выбран просто чтобы не расширять номенклатуру (фильтр R12-C28 был добавлен позже ). Можно спокойно ставить любой примерно от 1 до 15-20 килоом.

Извините за мелкие вопросы, такой уж я...

Нет проблем, это для вас они мелкие, а для кого-то, может, и нет.

[dadigor]

Плату допаял, прошил, включил - сразу завелась и опозналась на USB правильно - TorLGV. )) Как и положено, программка TorLGV жалуется на калибровку. Показывает уровень входного напряжения порядка 0,66 В при свободном входе, думаю, что это нормально. При цапании входа реагирует повышением показаний. Пока это все, теперь поковыряюсь с генератором. С вопросами перемещаюсь туда. ))
Автору еще раз спасибо за открытость и повторяемость конструкции.

[El-Eng]

Показывает уровень входного напряжения порядка 0,66 В при свободном входе...

Многовато. Без экрана должно быть порядка милливольта.

Автору еще раз спасибо за открытость и повторяемость конструкции.

Пожалуйста.

[ozzy]

вопрос автору,
ФЧХ (сдвиг фазы в зависимости от частоты) прикрутить можно ?

[El-Eng]

К сожалению, нет. Показания вольтметра не зависят от фазы. Для измерения ФЧХ нужен либо фазовый детектор либо двухканальный цифровой осциллограф.

[ozzy]

не, ну это понятно
просто детальки довольно дороги для повторения, а доработка конструкции добавлением фазового детектора повысила бы привлекательность конструкции

[El-Eng]

Это да, но добавление фазового детектора настолько удорожит и усложнит конструкцию (по сути, это будет другая разработка), что, боюсь, полностью потеряется смысл, дешевле будет использовать какой-нибудь USB-осциллограф.

[dadigor]

Многовато. Без экрана должно быть порядка милливольта.

Виноват, это я очепятался. )) 0,42 - 0,66 мВ

[El-Eng]

Вот это - другое дело. Так и должно быть. При установке экрана величина должна уменьшиться до 0.15-0.20 мВ.

[dadigor]

Допаял генератор, запустил оба прибора в комплексе. Пока на соплях - просто обе платы на столе, впереди механические работы.

Не утерпел, нашел завалявшийся пьезокерамический фильтр, даже не согласовывая прогнал АЧХ:

В общем пока очень доволен, впечатляет простота изготовления и настройки.
Автору который раз спасибо!
PS есть интерес к исходникам микроконтроллера генератора в части управления потенциометрами и генератором и всякие попутные вопросы.

[El-Eng]

В общем пока очень доволен, впечатляет простота изготовления и настройки. Автору который раз спасибо!

Рад, что вам понравилось.

... есть интерес к исходникам микроконтроллера генератора в части управления потенциометрами и генератором и всякие попутные вопросы.

Спрашивайте.

P.S. На картинке АЧХ фильтра вольтметр показывает 2.2 В. Это много, входной ОУ ограничивает сигнал. При реальных измерениях следите, чтобы этого не было (цифры вольтметра не должны быть красного цвета).

[dadigor]

Реально конечно буду давать сигнал ниже. Просто нет еще даже экрана на плате, хотелось "наддать" чтобы был график повыше, нижний уровень пока высоковат из-за наводок. Запаяю экран, разъемы BNC, уберу в корпуса, подкалибрую поточнее, тогда и погоняю.

Первые просьбы, в режиме АЧХометра:
1 - хотелось бы иметь при задании граничных частот также и возможность устанавливать на графике пользовательскую сетку вертикальных линий через N Герц/Килогерц/Мегагерц.
2 - хотелось бы иметь отображение уровня сигнала в точках пересечения обеих частотных меток с измеряемой кривой АЧХ
Если это не обременит слишком сильно.

Первые вопросы:
1 - как рассчитывается шаг частоты, например при задании частот от 420 КГц до 520КГц? Как (Fmax - Fmin) / Nпикселей по горизонтали ?? Или как?
2 - какое минимально возможное время перестройки частоты с предыдущего значения на следующее? От чего оно зависит, если оно не постоянно? (даташиты еще толком не читал, пролистал, пните меня, если заслужил)

[El-Eng]

Первые просьбы, в режиме АЧХометра:
1 - хотелось бы иметь при задании граничных частот также и возможность устанавливать на графике пользовательскую сетку вертикальных линий через N Герц/Килогерц/Мегагерц.
2 - хотелось бы иметь отображение уровня сигнала в точках пересечения обеих частотных меток с измеряемой кривой АЧХ.

1. Это не так просто. Сетка частот - логарифмическая, поэтому на ней трудно отображать шаг через N герц, а объединение логарифмической и линейной сеток возможно, но довольно сложно и, честно говоря, было неохота возиться. Вообще, сетка предназначена для лишь ориентировки, для измерений нужно использовать курсоры.
2. Курсоры предназначены и для определения уровня сигнала (в децибелах). При включении курсоров, вверху экрана отображается позиция каждого курсора (децибелы для горизонтальных и герцы для вертикальных) и абсолютное значение разности между этими позициями.

Первые вопросы:
1 - как рассчитывается шаг частоты? ...
2 - какое минимально возможное время перестройки частоты с предыдущего значения на следующее? От чего оно зависит, если оно не постоянно?

1. Главный здесь - шаг по логарифмической шкале. Шаг по частоте зависит от выбранного диапазона и значения позиции указателя текущей частоты. Шаг по логарифмической шкале вычисляется из позиций слайдеров, задающих частотный диапазон. Эти позиции - условные, от нуля до единицы, где ноль соответствует частоте 10 Гц, а единица - 15 МГц. Величина шага по шкале определяется по формуле: абсолютное значение разности позиций слайдеров умножить на 50 миллисекунд и результат поделить на время развертки в миллисекундах. Далее вычисляется новое значение позиции слайдера текущей частоты (красного цвета) и он устанавливается в эту позицию (делается шаг по частоте). После этого вычисляется собственно значение новой частоты и соответственно программируется микросхема генератора. Формула для частоты, соответствующей позиции слайдера: десять в степени (единица плюс значение позиции, умноженное на десятичный логарифм от полутора миллионов). Результат - в герцах. Все операции производятся в формате плавающей запятой двойной точности, поэтому точность по частоте определяется лишь разрешающей способностью микросхемы генератора. Группа кнопок "Sweep range" как раз и предназначена для задания максимально точного диапазона при необходимости.
2. Интервал времени системного таймера - 50 миллисекунд. Это и есть интервал обновления значения выдаваемой частоты. Изменяется ли частота на самом деле, зависит от разрешающей способности микросхемы, времени и диапазона развертки.

[dadigor]

Ага. Приблизительно так я и предполагал.

Меня интересуют минимальные времена для переключения с одной частоты на другую. Насколько я понимаю, время установления выходного уровня для 8310 зависит от частоты (синус не измеришь, не пройдя хотя бы один период) и на достаточно высоких частотах оно может быть на порядки меньше 50 мсек, уходя на самых высоких частотах даже в наносекудный диапазон. Время переключения генератора - понятно, что оно определяется временем перезаписи регистров по SPI, а также временем установления генератора частоты, выталкивающей значения из ROM в DAC. Вот это время установления мне пока абсолютно не ясно.

К чему это я? В моем примере использования - снятие АЧХ для ФПЧ 465 КГц, (или других узкополосных радиочастотных элементов) время обзора можно было бы существенно уменьшить, тем самым позволяя "вживую" замечать изменения АЧХ, подкручивая сердечники контуров. Сетку частот в таких случаях тоже можно было бы использовать линейную (переключая, как это сделано в TorDDS), оставляя ее логарифмической для снятия полос пропускания усилителей и других широкополосных устройств.

Это, конечно, ни в коем случае не претензия, и даже не просьба переделки к автору, это скорее консультация у специалиста о возможности такой переделки. Кстати, еще хочу спросить у автора, можно ли применить его схемотехнику для создания другого устройства, естественно оставляя все необходимые ссылки на автора.