Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Układ do pomiaru przesunięcia fazowego

kover 04 Dec 2003 00:13 5615 16
Tespol
  • #1
    kover
    Level 11  
    Witam !
    Studiuje informatykę i nie bardzo się znam na elektronice. Z układów logicznych
    mam do zrobienia w PSice : projekt cyfrowego układu do pomiaru przesunięcia fazowego między dwoma napięciami o tej samej częstotliwości.
    Dane:
    Zakres mierzonych kątów - 0-360stopni,
    Częstotliwość napięcia - 40-60 Hz,
    Dokładność pomiaru - >0.1stopnia.

    Niestety nie bardzo wiem jak. Może ktoś z was ma choćby schemat na którym mógłbym się oprzeć. Byłbym wdzięczny za jakąkolwiek pomoc.
    Pozdrawiam.
  • Tespol
  • #2
    Tremolo
    Level 43  
    jedną z metod bedzie zastosowanie mostka pradu zmiennego i obliczenie warunku rownowagi częstotliwościowej, niestety jestem wyposażony w mała literature dotyczącą tego tematu.

    Inna to analizowanie przebiegów u1=Umaxsin wt , u2=Umax sin wt + p

    gdzie p = przesunięcie
    u1/u2=sin wt / sin wt + p

    no i z tego układ ma wyliczać p - to jest kwestia analizy matematycznej ale da się to na pewno zrobić.

    metod jest na pewno wiele może są prostsze. Tu się przydadzą na pewno przetworniki AC, i jakaś jednostka arytmetyczna
  • Tespol
  • #3
    hefid
    R.I.P. Meritorious for the elektroda.pl
    Firma HP wykonuje taki miernik. Ma on symbol HP 3575 i między innymi służy do pomiaru różnicy faz w zakresie +- 180stopni. Z jego schematu można poznać ideę pracy takiego układu i wtedy można samemu pogłówkować. Myślę, że HP udostępni jego schemat po napisaniu e-maila.
    Również taki układ jest opisany w książce " Układy elektroniki profesjonalnej" tłumaczonej z niemieckiego. Autorzy: Gunter Klasche i Rudolf Hofer. Tam jest układ do samodzielnego wykonania. Ponieważ ksiązka była wydana w latach osiemdziesiątych może być trochę przestarzała. Ale ważna jest idea, którą zawsze można unowocześnić.
  • #4
    kover
    Level 11  
    Dzięki za zainteresowanie.
  • #5
    Kuba_eM
    Level 24  
    Heja!
    Nie wiem, czy w prosty sposób da się to zrobić na samych układach logicznych w PSpise. Należy wykryć "początek" przebiegów - gdy są analogowe to np. przy przejściu przez 0, przy cyfrowych jest prościej: np. zbocze narastające. Potem już pozostaje pomiar czasu pomiędzy nimi. Ale jeszcze dochodzi tu zakres częstotliwości od-do... Trzeba to uwzględnić. Na samych bramkach i analogówce - wg mnie będzie ciężko.
    Jakbym robił rzeczywisty układ, to użyłbym procesora. Detekcja przesunięcia fazowego w tym przypadku to bardzo prosta sprawa (oczywiście zakładam, że przebiegi mają taką samą częstotliwość :lol: ) - potrzebne są dwa układy detekcji przejścia przez 0 przebiegów ze wskazaniem znaku (np. komparatory). Procesor powinien mierzyć: okres przebiegu i czas pomiędzy wyzwoleniami komparatorów (np. przy narastaniu przebiegów). Reszta, to przeliczanie czasów na kąty i wyświetlenie wyniku.
    Pozdrawiam,
    Kuba
  • #6
    stan
    Level 23  
    "Układy elektroniczne w technice profesjonalnej" aut.G Klasche , R Hofer strona 236 jest dokładnie taki miernik z opisem.
  • #7
    h-doc
    Level 27  
    Moim zdaniem można to zrobić kilkoma metodami:
    1. tak jak pisał Kuba_eM - pomiar czasu pomiędzy przejściami obu przebiegów przez zero (metoda cyfrowa)
    2. metoda analogowa - wymnożyć oba przebiegi i odfiltrować składową zmienną. Składowa stała będzie proporcjonalna do kosinusa przesunięcia fazowego (dowód matematyczny jest banalny, więc nie będę go prezentował)
    3. układ będący strojonym przesuwnikiem fazowym (z diodą pojemnościową) działający na zasadzie automatycznej kompensacji obu sygnałów - wartość napięcia na diodzie będzie proporcjonalna do przesunięcia
    4. a najprościej to jakiś detektor fazy z demodulatora FM lub demodulator koherentny FM.
  • #9
    kover
    Level 11  
    Jescze raz dzięki za zainteresowanie moim problemem.
    Niestety nie potrafie jeszcze zadnej porady wykorzystac, jestem za słaby.
    Czytam ksiązke i dopiero jestem na prostych licznikach.

    Nauczyciel powiedział mi, że banalniejszego projektu nie mogłem dostać :D i nie rozumie dlaczego nie wiem jak go zrobić.

    Doradzil mi mniej więcej w ten sposób:

    Masz jeden przebieg prostokątny, drugi przsuniety w fazie ( za pomocą jakiegos generatora ?) póżniej narysował mi jakąś bramkę, potem wyjście na licznik i wyświetlacz.

    Dąłaczam szkic który nakreślił.
  • #10
    Kuba_eM
    Level 24  
    Heja!
    To, co narysował Ci nauczyciel będzie działać, ale po pewnej modyfikacji. Wg mnie chodziło Mu o coś takiego: dwa przebiegi porównywane są w bramce, która na wyjściu powinna wypuścić sygnał wyzwalający generator impulsów. Następnie będzie licznik, który zlicza te impulsy: im większa różnica pomiędzy przebiegami (opóźnienie jednego w stosunku do drugiego), to zliczy więcej impulsów. Można dobrać częstotliwość generatora w stosunku do przebiegów mierzonych tak, aby licznik zliczał od 0 do 359. Ale uwaga: w tym przypadku wszystko będzie chodziło dla jednej i tylko jednej częstotliwości przebiegów porównywanych (wejściowych). Należy jeszcze pamiętać o kasowaniu licznika przy następnym okresie któregoś z przebiegów wejściowych.
    Pozdrawiam,
    Kuba
  • #11
    kover
    Level 11  
    Wiatam ponownie.
    Wiem nieco więcej, znów dołączam szkic.

    PS1. Nie mam pojęcia jak zasymulować w Spice generator.

    PS2. Jak zrobić by ten Jpg był wyświetlany w tym poście ??
  • #12
    hefid
    R.I.P. Meritorious for the elektroda.pl
    Pomiar przesunięcia fazy nie jest taki prosty jak wydaje się p."nauczycielowi". Niech sam spróbuje go opracować.
    Bo to jak z apostołami "sami nic nie umieli a innych nauczali".
    Od kiedy można przesuwać fazę za pomocą generatora,a gdzie synchronizacja /dokładne zgranie częstotliwości obu przebiegów/, aby można było mierzyć różnicę fazy między nimi.
    Najprościej było by wziąć generator, podzielić sygnał na dwa, w jeden tor wsadzić przesuwnik fazy i mierzyć wtedy przesunięcie fazy.
    A sam miernik to już tak jak w zeskanowanej książce. Oczywiście dla określonej częstotliwości.
    A wykonać dobry przesuwnik fazy /z odpowiednim zakresem przesunięcia fazy i nie wnoszonym tłumieniem/ to nie taka prosta sprawa.
  • #13
    h-doc
    Level 27  
    a nie można na układzie mnożącym?
    cos(xt)*cos(xt+q) = 0.5*cos(2xt+q) + 0.5*cos(q)
    potem FDP i zostaje:
    0.5*cos(q)
    potem ADC i cyfrowe obliczenie arcuscosinusa i dostaniesz q
  • #14
    kover
    Level 11  
    Na razie skupiłem się na samej symulacji w Pspice.
    Zrobiłem tak:
    Dwa zegary taktowane z tą samą częstotliwością 50 Hz , z tym że w jednym ustawiłem DELAY na 8uS. Oba sygnały puściłem na EXOR?a ( 7486 ) i na wyjściu otrzymałem impulsy proporcjonalne do przesunięcia. Ten sygnał puściłem na pierwsze wejście bramki AND, a na drugie znowu zegar. Porada była taka, że ten musi być o dużo większej częstotliwości, ale nie wiem dokładnie jak dużej?. Ja zrobiłem tak:

    50Hz * 360 = 18000
    T = 1/f => 1/18000 = 0,00005555 s - ten wynik podzieliłem na dwa 0,00027777 i to wstawiłem do ONTIME i OFFTIME

    Ale to chyba głupota. Trzeci zegar ma przepuścić taką ilość impulsów które będą dawały wynik w stopniach, potem na licznik i koniec.
    Niestety nie mam pojęcia na jaki licznik. Podobno mogą to być trzy liczniki 7490A, ale nie mam pojęcia jak je razem podłączyć.

    Załączam plik ze schematem Pspice?a, może ktoś pokusi się by w nim pogrzebać.
    Dzięki i pozdrawiam.

    Grz7(malpa)op.pl
  • #15
    czarutek
    Level 34  
    A w ogóle jak nazywa się ten przedmiot? Bo ja przez skórę czuję, że to ma być tylko blok logiczny miernika, a nie jakieś sinusy, kosinusy i miksery...