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正弦波微小幅值变化测量

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楼主
WENJING99|  楼主 | 2017-8-10 15:49 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
正弦波
请教一下各路大神，有一个输入VPP=5V，f=100K的正弦波，当该正弦波的幅值发生了±2mv的变化时，有没什么办法可以测量出这个来啊

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沙发
ljtim| | 2017-8-10 15:53 | 只看该作者
AD，FFT

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板凳
WENJING99|  楼主 | 2017-8-11 09:26 | 只看该作者
ljtim 发表于 2017-8-10 15:53
AD，FFT

高精度AD价格高，请教一下有没有较低成本的实现方法呢，只需要检测到电压出现了波动然后转化为数字信号就可以，不需要精确测量波动了多少。

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地板
mcu5i51| | 2017-8-11 09:54 | 只看该作者
比较器呀,一个比较上,一个比较下

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5楼
WENJING99|  楼主 | 2017-8-11 10:37 | 只看该作者
mcu5i51 发表于 2017-8-11 09:54
比较器呀,一个比较上,一个比较下

问题是正弦波的幅值并不是完全标准5V，不能用5V左右比较，有个想法是把信号分成2路，其中一路进行延迟，然后进行差分

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6楼
wh6ic| | 2017-8-11 12:23 | 只看该作者
楼猪想想 -- 调幅收音机是怎么收到声音的？ 大概可以用一样的办法识别 调制 信号吧。
  还可以考虑，自己生成一个稳定的同步 5Vpp, 100KHz 差分信号，一叠加，大概就剩下 调制信号了？？

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7楼
airwill| | 2017-8-11 12:42 | 只看该作者
确实是个非常高难度的问题. 5Vpp, 2mV  才 0.04% 的幅度变化. 只有非常精密的仪器才能测量得到这样的变化

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8楼
一周一天班| | 2017-8-11 18:48 | 只看该作者
整流，直流放大

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9楼
PPDDPPDD1234| | 2017-8-11 19:32 | 只看该作者
WENJING99 发表于 2017-8-11 09:26
高精度AD价格高，请教一下有没有较低成本的实现方法呢，只需要检测到电压出现了波动然后转化为数字信号就 ...

又要马儿跑，又不给马儿吃草，哪有那么多好事。。。

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10楼
DOER| | 2017-8-11 19:33 | 只看该作者
用锁相放大器啊

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11楼
aimie| | 2017-8-12 22:20 | 只看该作者
比较放大

超过4.99  V 的 部分 10倍放大。。

只要你的确定说 波动说 那两毫伏 就很好测量，如果平时 就有波动  温漂 什么的。。就难。。。。

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12楼
Q80351951| | 2017-8-12 23:15 | 只看该作者
adc24位肯定可以的。

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13楼
jyq007| | 2017-8-13 10:08 | 只看该作者
搂猪脑袋不是很**。 5V波动2mv。 可以先把4.9V的去掉  然放大上面的部分。用一个比较放大电路就搞定了， 放大40倍 就有80mv的波动  检测就简单了。

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14楼
山东电子小菜鸟| | 2017-8-13 11:04 | 只看该作者
用平衡电桥

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15楼
WENJING99|  楼主 | 2017-8-14 09:39 | 只看该作者
本帖最后由 WENJING99 于 2017-8-14 09:43 编辑
jyq007 发表于 2017-8-13 10:08
搂猪脑袋不是很**。 5V波动2mv。 可以先把4.9V的去掉  然放大上面的部分。用一个比较放大电路就搞定了，  ...

请教一下有什么办法可以去掉4.9V的部分呢？因为输入的信号是5V的正弦信号，不是直流。所以先整流，再使用差分放大器吗？

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16楼
Jack315| | 2017-8-14 11:02 | 只看该作者
幅度检测的方法比较多，但关键是得有一个高精度稳定的基准源。

按测量原理，测量系统的变异应在规格限 10% 以内。
即测量系统的标准差应小于：
4mV × 10% / 6 = 66.67 nV

即整个测量电路的精度要在 66.67 nV 以内……
这个要求貌似有点高。

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17楼
Jack315| | 2017-8-14 11:15 | 只看该作者
目前比较好的电压基准源大致为 0.1% 。
考虑 1.25 伏的电压基准源，则其估计的标准差为：
1.25V × 0.1% / 3 = 416.7nV。
已超过了要求的近一个数量级。

因此建议考虑有校准过的基准源，如单片机中的参考电压。
其标准差估计用其规格限范围除以 6 来估计。
假设这个估计的标准差为 s
则其它部分的电路的标准差应小于（估计值）：
sqrt(66.67nV ^ 2 - s ^ 2)

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18楼
Jack315| | 2017-8-14 11:26 | 只看该作者
本帖最后由 Jack315 于 2017-8-14 11:27 编辑

六西格玛设计的例子供 LZ 参考：

六西格玛设计（DFSS）案例 —— 三角波发生器

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19楼
Jack315| | 2017-8-14 12:19 | 只看该作者
下面假设一个（理论）方案：
1) 对 5V±2mv 正弦信号做全波整流，得 s1；
2) s1 - 4.98V = 20mV±2mv，得 s2;
3) 放大 100 倍，得到 2V±0.2V
4) 信号送入单片机进行 AD 转换计算。

整个测量电路的精度要求为 ±0.2V / 10 = ±20mV，
对应的标准差为 20mV / 3 = 6.67mV 。

即在不考虑 AD 误差的情况下，
1~3 电路的标准差应小于 6.67 mV

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