Российский производитель и разработчик сертифицированного измерительного оборудования с 1987 года

Е14-140М многоканальный дифференциальный и смешанный режимы

Вы не вошли.

 Поиск | Регистрация | Вход 

14.07.2015 20:24:30
#26

Участник
Откуда: Рязань
Здесь с 09.07.2015
Сообщений: 16

Re: Е14-140М многоканальный дифференциальный и смешанный режимы

От обратной инжекции избавит только развязывающий усилитель, что в общем-то не проблема. Кстати о каком заряде идёт речь? 20pC? 100pC?

Фазовый детектор не прецизионный, да и рабочий выход у него без постоянной составляющей (из точки к2-1 есть ещё один контрольный высокоомный выход по DC, не показан). Но тем не менее L5 и L4 включены в измерительный мост и всё это должно работать в диапазоне температур...
Резисторы R4 и R5 примерно килоомные,  по постоянному току там, правда, нагрузки нет.

Частота ФД в каждом  типе прибора определена и почти не отклоняется от номинала, поэтому частоту опроса можно взять ортогональной за короткий интервал, допустим fген=55кГц, вторая гармоника 110кГц, тогда fсемпл общ = (27,5кГц + 36,67кГц)/2 =32кГц т.е. посередине между третьей и четвёртой субгармониками

14.07.2015 21:55:26
#27

Инженер-электронщик
Откуда: "Л Кард"
Здесь с 21.04.2014
Сообщений: 4,597

Re: Е14-140М многоканальный дифференциальный и смешанный режимы

ilyamp пишет:

От обратной инжекции избавит только развязывающий усилитель, что в общем-то не проблема.

Согласен.

ilyamp пишет:

Кстати о каком заряде идёт речь? 20pC? 100pC?

Поздравляю! Кажется,  Вы - первый пользователь, кто задал этот вопрос. smile
Отвечаю.
Теоретически (для E14-x40, L-780(M), L-791, LTR11) :
20 pC - при переключении в пределах одной группы каналов 1-4, 5-8, 9-12, 13-16 - в дифференциальном режиме, или в пределах одной группы каналов 1-4, 5-8, 9-12, 13-16, 17-20, 21-24, 25-28, 29-32 - в режиме с общей землёй.
28 pC - при переключении между группами вышеуказанных  каналов, а также "в смешанном режиме" дифференциальный/c "общей землёй"/измерение собственного нуля..
0 pC - при опросе одного и того же канала и во время межкадровой задержки.
Практически:  - заряд коммутатора не нормируется, не контролируется при производстве и может отличаться от экземпляра к экземпляру.   
См. FAQ по недокументированным параметрам  http://www.lcard.ru/support/faq/undocumented_param .

Для АЦП последней разработки E-502 и L-502 заряд коммутатора менее 2 pC в любых режимах.

14.07.2015 23:18:51
#28

Инженер-электронщик
Откуда: "Л Кард"
Здесь с 21.04.2014
Сообщений: 4,597

Re: Е14-140М многоканальный дифференциальный и смешанный режимы

ilyamp пишет:

Частота ФД в каждом  типе прибора определена и почти не отклоняется от номинала, поэтому частоту опроса можно взять ортогональной за короткий интервал, допустим fген=55кГц, вторая гармоника 110кГц, тогда fсемпл общ = (27,5кГц + 36,67кГц)/2 =32кГц т.е. посередине между третьей и четвёртой субгармониками

Тогда Вам понадобится внешний запуск АЦП E14-140М от внешней частоты 32кГц (TTL-сигнал) - такая возможность есть. Тогда Ваш метод измерения будет когерентным , метрологически это правильно.

15.07.2015 00:49:35
#29

Участник
Откуда: Рязань
Здесь с 09.07.2015
Сообщений: 16

Re: Е14-140М многоканальный дифференциальный и смешанный режимы

Строго говоря, в моём случае, для когерентности измерения необходимо синхронизироваться от генератора прибора, питающего ФД, возможно через ФАПЧ с соответствующими M и N. Это не очень удобно, хотя и возможно. Я же хочу просто выбором некогерентной частоты сдвинуть разностную частоту (между любыми гармониками частоты семплирования и  гармониками генератора) в область ВЧ, где она легко фильтруется аналоговым и/или вычислительным образом.

Конечно такие частоты(fсемпл  и fген) нельзя назвать в полном смысле ортогональными(я неправильно выразился), но они позволяют подавить помеху как на стороне измерений (усреднением за короткий промежуток), так и на стороне  схемы - большой постоянной времени соотв. RC ФНЧ


20pC * 1кГц = 20нА,
для к1 - 1кОм * 20нА = 20мкВ  синфазной помехи, можно не обращать внимания
для к2 - существенна только переменная составляющая, оценить амплитуду импульса не берусь, нужно знать время процесса включения коммутатора.
к3 можно перенести за триггер Шмитта, там логические уровни и ёмкости - помеха "не достанет"
для к4 оценить трудно, всё зависит от конструкции, можно по ВЧ емкость добавить 0,01мкФ прямо по входу канала АЦП, тогда инжекция заряда коммутатора влиять не  будет вообще.

15.07.2015 11:14:49
#30

Инженер-электронщик
Откуда: "Л Кард"
Здесь с 21.04.2014
Сообщений: 4,597

Re: Е14-140М многоканальный дифференциальный и смешанный режимы

Я рад, что в разговоре инженеров появились формулы, схемы и количественные оценки  smile .

Я выше приводил расчётный заряд коммутатора, который всегда приводят производители аналоговых ключей - это заряд от собственного процесса переключения ключа, зависящий только от его технологии. У нас же речь идёт о мультиплексоре, при переключении которого присутствует также перенесённый заряд от предыдущего канала опроса, поэтому при опросе канала с частотой f= 1 кГц  оценка тока от одного входа  коммутатора через источник сигнала (относительно AGND) будет такой:
I = (Qo + C*dU) * f ,
где
Qo - собственный заряд переключения коммутатора 20 - 28 пКл,
С - ёмкость общей части канала мультиплексора (можно принять 40-70 пФ),
dU - разность измеряемых напряжений (относительно AGND) между предыдущим и текущим каналом опроса.

С точки зрения дифференциального подключения входов X и Y, у инжекции заряда будет как синфазная, так и противофазная составляющая: для синфазной - токи I будут суммироваться Ix+Iy, для противофазной - вычитаться Ix-Iy.

16.07.2015 09:35:10
#31

Участник
Откуда: Рязань
Здесь с 09.07.2015
Сообщений: 16

Re: Е14-140М многоканальный дифференциальный и смешанный режимы

Гарманов Александр пишет:

оценка тока от одного входа  коммутатора через источник сигнала (относительно AGND) будет такой:
I = (Qo + C*dU) * f ,
где
Qo - собственный заряд переключения коммутатора 20 - 28 пКл,
С - ёмкость общей части канала мультиплексора (можно принять 40-70 пФ),
dU - разность измеряемых напряжений (относительно AGND) между предыдущим и текущим каналом опроса.

В приведённой Вами формуле dU, к сожалению, априорно неизвестно, динамически меняется и, в то же время, является определяющим фактором обратного инжекционного тока. Даже при dU=1v это 40-70пКл. Для инжекции тока включения тоже есть зависимость от мгновенного значения потенциала сигнала и напряжения питания мультиплексора - производители типа TI или AD обычно целый параметрический график приводят.
В практическом плане это интересно только на этапе принятия решения - что делать в данном конкретном случае?
Я рассматриваю два варианта:
- для уменьшения влияния Е14-140М на исследуемую схему аналоговые входы включаются через последовательные резисторы, со стороны измерителя дополнительные конденсаторы, так, чтобы (Rдоп+Rист)Cдоп не резала частотную область сигнала. Полумера, зато просто. Точность измерения ухудшается вместе с ослаблением влияния на схему, влияние в полосе сигнала остаётся как  Rист/(Rдоп+Rист)
- эмиттерный повторитель или повторитель на операционнике - лучше, обратное влияние устраняется практически полностью, не надо мудрить с порядком опроса каналов, но сложнее, дороже, менее надёжно и требует дополнительного питания. односторонний эмиттерный повторитель ещё обладает нелинейным выходным сопротивлением, что тоже мило ))

16.07.2015 11:02:44
#32

Инженер-электронщик
Откуда: "Л Кард"
Здесь с 21.04.2014
Сообщений: 4,597

Re: Е14-140М многоканальный дифференциальный и смешанный режимы

Параметрической инжекционной зависимости в виде графика, в данном случае, не имеем. Можно было бы задаться целью и этот инжекционный график практически снять, но такая задача никогда не ставилась. Собственно, Вы - первый спросили, и я дал количественные оценки.  Приборы E14-x40, LTR11 поверяются в одноканальном режиме, когда коммутационный эффект отсутствует.
По поводу возможного принятия мер по уменьшению инжекции, если оставаться в рамках возможностей E14-140(M):

1. В соседних каналах опроса рекомендуется измерять сигналы с близким напряжением синфазного сигнала (на X и Y относительно AGND) и с близкими уровнями измеряемых сигналов. Рекомендуется вставлять измерение "собственного нуля"  между каналами измерения с сильно отличающимся напряжением синфазного сигнала и с разными уровнями сигналов (диапазонами измерений).

2. Если требуется значительно уменьшить инжекцию перенесённой части заряда от соседнего канала опроса, вставляйте измерение  "собственного нуля" между каналами измерения.

3. Последовательное включение резистора R в сочетании с активным выходным сопротивлением источника Rист будет образовывать делитель напряжения ошибки (вызванной инжекцией)  в  измерительной цепи. Т.е. влияние инжекции это уменьшит, но потребует уменьшения частоты опроса каналов, поскольку времени на установление потребуется больше.     

4. Эмиттерный повторитель с его нелинейным выходным сопротивлением, как мера, на мой взгляд, возможна, если, как минимум, выполните все условия, перечисленные ниже:
- Эмиттерный ток не должен уменьшаться меньше нескольких миллиампер во всем рабочем диапазоне напряжений.
- В цепях X и Y при дифференциальном включении должны применяться транзисторы-близнецы (на одном кристалле) из одной транзисторной сборки. У них близкие параметры и они будут находиться в одних температурных условия.
- Коэффициент передачи по току более 100.
- Полоса частот пропускания эмиттерного повторителя не менее 5 МГц.

5. Повторитель на операционном усилителе - это наиболее правильно. Частота единичного усиления - не менее  5-8 МГц. Выход операционного усилителя должен выдавать втекающий и вытекающий токи не менее 10 мА.

16.07.2015 17:27:33
#33

Участник
Откуда: Рязань
Здесь с 09.07.2015
Сообщений: 16

Re: Е14-140М многоканальный дифференциальный и смешанный режимы

Почитал инструкцию по программированию, появился "нехороший" вопрос:
Цифровые выходы переводятся в 3-е состояние только все вместе?
А я то рассчитывал на индивидуальное управление или групповое на крайний случай...

16.07.2015 19:30:35
#34

Инженер-электронщик
Откуда: "Л Кард"
Здесь с 21.04.2014
Сообщений: 4,597

Re: Е14-140М многоканальный дифференциальный и смешанный режимы

В E14-x40 цифровые выходы переводятся в 3-е состояние только все вместе.

16.07.2015 19:53:24
#35

Участник
Откуда: Рязань
Здесь с 09.07.2015
Сообщений: 16

Re: Е14-140М многоканальный дифференциальный и смешанный режимы

жаль, хотя бы по-байтное разделение было б полезно

16.07.2015 21:28:09
#36

Инженер-электронщик
Откуда: "Л Кард"
Здесь с 21.04.2014
Сообщений: 4,597

Re: Е14-140М многоканальный дифференциальный и смешанный режимы

Побайтное управление 3-им состоянием есть в E-502 и L-502.

17.07.2015 10:26:16
#37

Инженер-электронщик
Откуда: "Л Кард"
Здесь с 21.04.2014
Сообщений: 4,597

Re: Е14-140М многоканальный дифференциальный и смешанный режимы

Я дополнил своё сообщение http://www.lcard.ru/forums/viewtopic.ph … 280#p59280 другими мерами по уменьшению инжекции.

Контакты

Адрес: 117105, Москва, Варшавское шоссе, д. 5, корп. 4, стр. 2

Многоканальный телефон:
+7 (495) 785-95-25

Отдел продаж: sale@lcard.ru
Техническая поддержка: support@lcard.ru

Время работы: с 9-00 до 19-00 мск