Sziasztok, elakadtam a projektemmel, ami egy VNA (vector network analyzer) fejlesztése. Sok nyűg árán elértem azt a szintet, hogy képes vagyok nagyfrekvenciás szinusz jelet generálni. (programozható) De a mérőeszköz másik jelentős része a gyors jelfeldolgozás. (Gyors A/D-k adottak, csak a feldolgozás okoz gondot.) Vagyis ha van 2 szinuszjelem ami között "X" fáziseltérés tapasztalható, akkor hogyan tudom minél pontosabban és egyszerűbben megmérni az X értéket. (fázisszög) A szinuszjelek frekije: 100kHz-1MHz között változhat. A fázisszög: 0-90° között lehet. Vagyis ha az 1MHz-es jeleket veszem alapul, aminek 1us a periódusideje és tegyük fel hogy 100 részre akarom osztani a szinuszomat a kielégítő mérés érdekében, akkor a mintavevő ÁK-nek 100MHz-cel kell ketyegnie. (Az én ötletem szerint valahogy a nullátmenetere kellene triggerelni, és a 2 nullátmenet közötti időt mérni, csak ez már ns-os nagyságrend és tartok a félvezetők sebességétől is ill. az egyéb zavaroktól is.) Nos elég kevés infót találtam ezekkel kapcsolatban, így mindenfajta ötlet jól jön. Amire még kíváncsi lennék az a fázisszög mérés számlálókkal, mert erről is elég silány infókat találtam csak. (Amilyen egyszerűnek indult ez a projekt annál nehezebb lett. )

Egyszerűen úgy lehet mérni fázisszöget analóg módon, hogy fázis diszkriminátorral, vagy digitálisan, négyszögesíted a két jelet, és egy és kapu kimenetén megjelenő jelet integrálod, és az így kapott feszültség arányos a fázisszöggel. Vagy négynegyedes szorzóval.

És ez az eszköz azzal a céllal készül hogy RC-RL-LC-RLC... hálózatokról komplex képet kapjunk. (Mivel eddig csak vektormentes méréseket tudtunk végrehajtani.) És azt olyan hálózatoknál, amelyek egy rezgőkört képesek alkotni nem alkalmazhatóak. Vagyis a végén azt az infót akarom kiszámíttatni egy kontrollerrel majd, hogy mennyi a valós és a képzetes rész, mekkorák az amplitúdók, és ezekből hogy milyen alkatrészeket tartalmaz.

Nézz utánna a háromvoltmérős impedancia mérés módszerének. Abból is lehet fázisszöget számolni, de csak általában az abszolút értékét szokták használni.

A négyszögesítős megoldás tetszik. Holnap ezt ki is próbálom. (Ma már a trafós megoldás is feljött. Olyasmi elven, mint a teljesítménymérőknél.)

Digitálisan például a csatolmányban szereplő elv szerint lehet megoldani. Arra azért vigyázz, hogy a 100 MHz az már elég nagy frekvencia ahhoz, hogy a hosszabb vezetékdarabok (NYÁK vezetősávok is), károsan befolyásolják a jelintegritást.

100MHz felett már centivel is lehet mérni a fázistolást (hasított tápvonallal)

Tudom ezt még a későbbiekben is kompenzálni kell majd, mert az ICT tűk is hamisítank a mérésen. És a kábelezés is. Tehát a mérőeszköz jelanalizáló részét minél közelebb kell elhelyezni a mért hálózatokhoz. (Igaz akkor kiesik a multiplexelős ide-oda kapcsolgatom megoldás.) (Erre mondtam én, hogy egyre nehezebb ez a projekt.

Ezekről is hallottam már, mert beszélgettem olyan kolegákkal, akiknek ez is a területük. És amikor GB/s-os adatátvitelek vannak, ott már igencsak számít a vezetékek hossza. (De ez legyen egy későbbi probléma, elsőnek egy jól működő és megvalósítható elvet keresek, ami működik is megfelelően.) Mert csináltam már P8X32A-->szinusztábla-->PWM--->szinusz gen. kombót, P8X32A-->DAC kombót, mire rájöttem hogy ez így nem járható út. És akkor vettem elő egy kész szinusz generátor IC-t, aminek SPI-on kell megmondani hogy mit akarok és megcsinálja. Most ezt az utat akarom megspórolni a jelfeldolgozásnál. (Mivel ezekkel elment több, mint 1 hetem "feleslegesen") Persze nem felesleges, mert sokat tanultam ez idő alatt, de a megoldáshoz nem kerültem sokkal közelebb. Az infókat pedig nagyon szépen köszönöm.

Én a referencia órajelre gondoltam a 100 MHz alatt, nem a mérendő jelpárra.

Kedves Miklós, keresd elő a jó öreg Méréstechnika "könyvet" amit adtam és abban találsz fázisszög mérésre leírást.

Üdv!

Kedves Gergő, ezeket már megtettem, de sajnos rájöttem hogy sok minden ami működik elviekben, az gyakorlatban vagy nagyon nagy kompromisszumokkal, vagy sokkal komplikáltabban működik. (Mivel itt igen magas frekvenciákról beszélünk.)

Szia!

Először is olyan AD kell, melynek van két sample/hold áramköre, melyek kis idő-hibával tudnak szinkron működni, és ezek kellően gyorsak, hogy nem "kenjék szét" a jelet. Persze alacsony impedanciával kell meghajtani őket.

Ezután jön a trükk: alul-mintavételezés. Mondjuk mintavételezel Fs=20kHz-el, mindenféle anti-aliasing szűrés nélkül. A két jeled 0...10kHz tartományba lapolódik valahova. Némi matematikával belátható, hogy a fázisinformáció megmarad (lásd melléklet). Innentől egyszerű, egy DSP kell, melyen pl. FFT fut.

Néhány dologra azonban figyelni kell:
- Fs-t állíthatóra kell tenni, mert ha a jel 0Hz vagy Fs/2 környezetébe lapolódik, akkor csak nagyon hosszú beállási idővel lehet pontosan számolni.
- Csak stacioner jelen esetén jó az elv. Gyorsan változó jelek esetén sokkal nehezebb a helyzet.

...ja és elfelejtettem:
Egyébként ez a módszer sokkal pontosabb, mint a nullátmenet figyelgetés, mert egy hosszabb jelsorozatot vesz figyelembe. Mindenféle zavarok-zajok hatása sokkal kisebb.
Minél stabilabb a jel, annál hosszabb FFT-t lehet csinálni -> több minta -> több információ -> pontosabb mérés(számítás).

Nem mondom biztosra hogy értem, amit leírtál, de valamit kapisgálok. Kipróbálom elsőnek a digitális fázisszögmérés módszerét, meglátjuk mennyire pontos és ha nem felel meg a követelményeknek akkor ezen is elgondolkodom. Bár őszintén szólva nem tudom hogy képes vagyok-e egy FFT transzformációt leprogramozni egy olyan eszközön, amivel még csak most ismerkedem. De köszönöm, neked is ezt a megoldási kulcsot.
Üdv.: Miki

Ha esetleg másnak is kellene valamikor ilyen, akkor itt van hozzá egy kis anyag: Digital Phase Measurement Computation circuit (Inkább csatolom is, nehogy valamikor érvénytelen legyen a link.)

Miért nem használod fel egy gyári PLL IC fáziskomparátorát?
Amúgy a jeleket négyszögesítve (schmitt trigger-el), majd egy egyszerü kizáró-vagy kapu-ba bevezetve, és ennek kimenetét átlagolva (sima RC szűrő) 0-180 fok között lehet fázisszöget mérni.
A legegyszerübb PLL IC-k-ben is használnak ilyesmit pl: CD4046 Persze ez csak 1...2MHz-ig használható, de biztos lehetne a célnak megfelelőt is találni.