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EE版 - 请教各位大牛:采样频率
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1 (共1页)
b****2
发帖数: 61
1
如果信号是1KHz的矩形波,每个周期的占空比和幅值都可能不一样。要采准这个信号的
每一周的有效值,最低的采样频率是多少?
根据采样定理,采样频率至少是信号频率的两倍。那这个每周期的占空比和幅值都变的
1KHz矩形波,它的信号频率应该不是1KHz吧?
c****s
发帖数: 2487
2
你最后要还原成矩形波吗?

【在 b****2 的大作中提到】
: 如果信号是1KHz的矩形波,每个周期的占空比和幅值都可能不一样。要采准这个信号的
: 每一周的有效值,最低的采样频率是多少?
: 根据采样定理,采样频率至少是信号频率的两倍。那这个每周期的占空比和幅值都变的
: 1KHz矩形波,它的信号频率应该不是1KHz吧?

b****2
发帖数: 61
3
谢谢指教!
我不用还原,只要准确测出每单个周期的有效值,用于反馈控制。

【在 c****s 的大作中提到】
: 你最后要还原成矩形波吗?
x****g
发帖数: 2000
4
1kHz的squre wave,它的频谱不是只在1kHz
而是1kHz, 3kHz,5kHz,......无穷尽也
要采准有效值,你把它的傅里叶级数写出来,
然后算一下取前面几项可以达到你要的精度,
当然啦,你根本不是周期信号,

【在 b****2 的大作中提到】
: 如果信号是1KHz的矩形波,每个周期的占空比和幅值都可能不一样。要采准这个信号的
: 每一周的有效值,最低的采样频率是多少?
: 根据采样定理,采样频率至少是信号频率的两倍。那这个每周期的占空比和幅值都变的
: 1KHz矩形波,它的信号频率应该不是1KHz吧?

b****2
发帖数: 61
5
谢谢!
那对于这个1kHz的幅值,占空比随时变的信号,要测准每周期的有效值,最低采样频率
怎么选呢?

【在 x****g 的大作中提到】
: 1kHz的squre wave,它的频谱不是只在1kHz
: 而是1kHz, 3kHz,5kHz,......无穷尽也
: 要采准有效值,你把它的傅里叶级数写出来,
: 然后算一下取前面几项可以达到你要的精度,
: 当然啦,你根本不是周期信号,

w*****y
发帖数: 48
6
采样频率是信号带宽,不是信号频率的2倍。
sine wave跟矩形波不一样

如果信号是1KHz的矩形波,每个周期的占空比和幅值都可能不一样。要采准这个信号的
每一周的有效值,最低的采样频率是多少?
根据采样定理,采样频率至少是信号频率的两倍。那这个每周期的占空比和幅值都变的
1KHz矩形波,它的信号频率应该不是1KHz吧?

【在 b****2 的大作中提到】
: 如果信号是1KHz的矩形波,每个周期的占空比和幅值都可能不一样。要采准这个信号的
: 每一周的有效值,最低的采样频率是多少?
: 根据采样定理,采样频率至少是信号频率的两倍。那这个每周期的占空比和幅值都变的
: 1KHz矩形波,它的信号频率应该不是1KHz吧?

x****g
发帖数: 2000
7
google fourier transfor of pwm signal

【在 b****2 的大作中提到】
: 谢谢!
: 那对于这个1kHz的幅值,占空比随时变的信号,要测准每周期的有效值,最低采样频率
: 怎么选呢?

b****2
发帖数: 61
8
我数学底子太弱,还是有点听不懂。
对于这种矩形波,怎么选采样频率?

【在 w*****y 的大作中提到】
: 采样频率是信号带宽,不是信号频率的2倍。
: sine wave跟矩形波不一样
:
: 如果信号是1KHz的矩形波,每个周期的占空比和幅值都可能不一样。要采准这个信号的
: 每一周的有效值,最低的采样频率是多少?
: 根据采样定理,采样频率至少是信号频率的两倍。那这个每周期的占空比和幅值都变的
: 1KHz矩形波,它的信号频率应该不是1KHz吧?

b****2
发帖数: 61
9
这么快回复,多谢多谢
我去查一下做做功课
【 (0104~~康熙不语) 的大作中提到: 】
p******a
发帖数: 130
10
能容忍的误差是多少?

【在 b****2 的大作中提到】
: 如果信号是1KHz的矩形波,每个周期的占空比和幅值都可能不一样。要采准这个信号的
: 每一周的有效值,最低的采样频率是多少?
: 根据采样定理,采样频率至少是信号频率的两倍。那这个每周期的占空比和幅值都变的
: 1KHz矩形波,它的信号频率应该不是1KHz吧?

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b****2
发帖数: 61
11
现在目标是0.2%.但如果实现的成本太高可能要降低指标

【在 p******a 的大作中提到】
: 能容忍的误差是多少?
p******a
发帖数: 130
12
如果你把0.2%换成时间大概就是需要的最大采样间隔时间,再取倒数就是最小采样率了
。当然还要考虑方波的上升和下降沿的有多长。

【在 b****2 的大作中提到】
: 现在目标是0.2%.但如果实现的成本太高可能要降低指标
x****g
发帖数: 2000
13
second this

【在 p******a 的大作中提到】
: 如果你把0.2%换成时间大概就是需要的最大采样间隔时间,再取倒数就是最小采样率了
: 。当然还要考虑方波的上升和下降沿的有多长。

b****2
发帖数: 61
14
好主意!很受启发。
这样采样是否已经覆盖幅值的变化引起的误差?

【在 p******a 的大作中提到】
: 如果你把0.2%换成时间大概就是需要的最大采样间隔时间,再取倒数就是最小采样率了
: 。当然还要考虑方波的上升和下降沿的有多长。

p******a
发帖数: 130
15
不一定。你可能还需要察看方波上升下降沿的情况。如果上升或者下降沿的宽度超过了
整个波形周期的0.2%,并且这些沿上噪声很大的话,也许需要增加采样率,并且采用一
些随机信号处理的算法来决定拐点的位置。

【在 b****2 的大作中提到】
: 好主意!很受启发。
: 这样采样是否已经覆盖幅值的变化引起的误差?

b****2
发帖数: 61
16
如果忽略上升下降沿的因数,主要考虑占空比和幅值的变化,怎样选最小采样率?

【在 p******a 的大作中提到】
: 不一定。你可能还需要察看方波上升下降沿的情况。如果上升或者下降沿的宽度超过了
: 整个波形周期的0.2%,并且这些沿上噪声很大的话,也许需要增加采样率,并且采用一
: 些随机信号处理的算法来决定拐点的位置。

p******a
发帖数: 130
17
那按照最大允许误差来计算最小采样率基本上就可以了。

【在 b****2 的大作中提到】
: 如果忽略上升下降沿的因数,主要考虑占空比和幅值的变化,怎样选最小采样率?
b****2
发帖数: 61
18
谢谢大师指教!!!

【在 p******a 的大作中提到】
: 那按照最大允许误差来计算最小采样率基本上就可以了。
p******a
发帖数: 130
19
不敢当。碰巧遇到过类似问题而已。

【在 b****2 的大作中提到】
: 谢谢大师指教!!!
p***e
发帖数: 472
20
你所说的允许误差是指被采样信号周期的0.2%? 即最小采样频率为1KHz/0.2%?

★ 发自iPhone App: ChineseWeb 7.8

【在 p******a 的大作中提到】
: 那按照最大允许误差来计算最小采样率基本上就可以了。
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p******a
发帖数: 130
21
0.2% 是来自楼主说的能容忍的最大误差。频率应该不能用1KHz来算,需要考虑最短电
平的宽度。

【在 p***e 的大作中提到】
: 你所说的允许误差是指被采样信号周期的0.2%? 即最小采样频率为1KHz/0.2%?
:
: ★ 发自iPhone App: ChineseWeb 7.8

b****2
发帖数: 61
22
这么说我又糊涂了。我还以为是1KHz/0.2%=500KHz就可以了。
如果要最短电平的宽度,假设最小占空比为1%的话,最小采样频率就要达到500K/1%=
50MHz。实现成本很高。
我已做好的一款产品测60Hz的类似正弦波的信号(但每周的波形幅值都不一样)。每周
期我只采样100点,实测精度却优于0.3%。
现在想从原理上找出最优的采样频率。因为下个产品信号频率更高,路数更多,实现成
本似乎过高。

【在 p******a 的大作中提到】
: 0.2% 是来自楼主说的能容忍的最大误差。频率应该不能用1KHz来算,需要考虑最短电
: 平的宽度。

W***n
发帖数: 11530
23
Depends on the maximum rise time and fall time rates of the square wave and
high much loss of fidelity can be tolerated.
In general the demanding sampling frequency is much higher than a sine wave
with the same frequency.
p******a
发帖数: 130
24
理论上确实是需要考虑最短电平的宽度,这样才能保证在任何情况下的误差都不高于0.
2%。但是如果极短电平的情况很少发生,也许你可以用小一点的采样率,做到在譬如99
%的测量中误差都不高于0.2%。我觉得这个还是取决于你要测量的方波的情况,可能的
话,最好对其电平宽度的分布有统计上的认识。
另外,如果方波的频率是很稳定的1KHz,你们可以检测其跳变沿。只要这个沿被检测到
了,电平的持续时间也就确定了。这样采样率就不受电平宽度的限制。

【在 b****2 的大作中提到】
: 这么说我又糊涂了。我还以为是1KHz/0.2%=500KHz就可以了。
: 如果要最短电平的宽度,假设最小占空比为1%的话,最小采样频率就要达到500K/1%=
: 50MHz。实现成本很高。
: 我已做好的一款产品测60Hz的类似正弦波的信号(但每周的波形幅值都不一样)。每周
: 期我只采样100点,实测精度却优于0.3%。
: 现在想从原理上找出最优的采样频率。因为下个产品信号频率更高,路数更多,实现成
: 本似乎过高。

z*****n
发帖数: 7639
25
这个问题,用采样来实现不好吧?
搞个edge detect circuit来detect transition
可以很精确啊。

【在 b****2 的大作中提到】
: 如果信号是1KHz的矩形波,每个周期的占空比和幅值都可能不一样。要采准这个信号的
: 每一周的有效值,最低的采样频率是多少?
: 根据采样定理,采样频率至少是信号频率的两倍。那这个每周期的占空比和幅值都变的
: 1KHz矩形波,它的信号频率应该不是1KHz吧?

b****2
发帖数: 61
26
pipihaha大师分析的很有道理,谢谢!
我做的产品类似一个数字开关恒流电源,只是这个电源有点特殊:有时受触发后输出几
个周期的恒流电流。电流的控制和测量有我的系统完成,客户随机设定目标电流然后拿
电流表测试输出来评估。
所以1KHz的电压激励由我的系统产生,我可以保证频率很准,但电流脉宽、波形、幅值
取决一客户的电流设定和负载,电平宽度的分布随客户要求差异很大。要实现快速恒流
,首先要做的是采样计算准每周的有效值。
现在客户被市场上各种因数误导,认为我们的竞争对手能做到电流每周期无超调,而且
触发后第二个周期就达到设定值。要实现这个目标,我想从理论分析一下在一定硬件成
本下测量到底能达到怎样准确度。

0.
99

【在 p******a 的大作中提到】
: 理论上确实是需要考虑最短电平的宽度,这样才能保证在任何情况下的误差都不高于0.
: 2%。但是如果极短电平的情况很少发生,也许你可以用小一点的采样率,做到在譬如99
: %的测量中误差都不高于0.2%。我觉得这个还是取决于你要测量的方波的情况,可能的
: 话,最好对其电平宽度的分布有统计上的认识。
: 另外,如果方波的频率是很稳定的1KHz,你们可以检测其跳变沿。只要这个沿被检测到
: 了,电平的持续时间也就确定了。这样采样率就不受电平宽度的限制。

b****2
发帖数: 61
27
很好的主意。谢谢!
就象我刚在楼上描述的,每周期的幅值都不一样,而测量的目标是单个周期的有效值。
光测量脉宽达不到要求。

【在 z*****n 的大作中提到】
: 这个问题,用采样来实现不好吧?
: 搞个edge detect circuit来detect transition
: 可以很精确啊。

i*****t
发帖数: 24265
28
1khz波形,需要0.2%时间精度,那么需要至少500khz采样才行

【在 b****2 的大作中提到】
: 如果信号是1KHz的矩形波,每个周期的占空比和幅值都可能不一样。要采准这个信号的
: 每一周的有效值,最低的采样频率是多少?
: 根据采样定理,采样频率至少是信号频率的两倍。那这个每周期的占空比和幅值都变的
: 1KHz矩形波,它的信号频率应该不是1KHz吧?

i*****t
发帖数: 24265
29
咋算的你,占空比最小1%的话,那么需要100Khz采样率

【在 b****2 的大作中提到】
: 这么说我又糊涂了。我还以为是1KHz/0.2%=500KHz就可以了。
: 如果要最短电平的宽度,假设最小占空比为1%的话,最小采样频率就要达到500K/1%=
: 50MHz。实现成本很高。
: 我已做好的一款产品测60Hz的类似正弦波的信号(但每周的波形幅值都不一样)。每周
: 期我只采样100点,实测精度却优于0.3%。
: 现在想从原理上找出最优的采样频率。因为下个产品信号频率更高,路数更多,实现成
: 本似乎过高。

i*****t
发帖数: 24265
30
如果测量正弦波,那么一周期至少需要测4点
你是一个周期测100点,当然很精确了
如同matlab绘图一个正弦波,100点足以绘制一个完美正弦波
而方波的话不同,采样率取决对最小需要测量的脉冲以及要求的误差

【在 b****2 的大作中提到】
: 很好的主意。谢谢!
: 就象我刚在楼上描述的,每周期的幅值都不一样,而测量的目标是单个周期的有效值。
: 光测量脉宽达不到要求。

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i*****t
发帖数: 24265
31
实际测方波的时候,如果有干扰脉冲存在,需要加入数字滤波等手段,那么采样率还要
提高好几倍才行
b****2
发帖数: 61
32
100Khz采样率是否已考虑0.2%误差?
我指的是1KHz信号,1%最小占空比,0.2%精度

【在 i*****t 的大作中提到】
: 咋算的你,占空比最小1%的话,那么需要100Khz采样率
b****2
发帖数: 61
33
我理解正弦波至少需要测4点就可以。但我现产品的信号是类似正弦波的波形,不是标
准正弦波。确切的说信号是60Hz的交流正弦波电压,经1%--99%斩波后经过用户负载的
电流信号。由于用户负载中阻性、感性、容性成分不一样,电流波形完全不同,延迟也
不一样。
现在这个100点是实际产品多次测试的选择,少到50点都不行。

【在 i*****t 的大作中提到】
: 如果测量正弦波,那么一周期至少需要测4点
: 你是一个周期测100点,当然很精确了
: 如同matlab绘图一个正弦波,100点足以绘制一个完美正弦波
: 而方波的话不同,采样率取决对最小需要测量的脉冲以及要求的误差

i*****t
发帖数: 24265
34
如果采样%1占空比,需要至少100khz采样
如果1Khz需要0.2%精度,则至少500Khz采样
可以画个图,很清楚

【在 b****2 的大作中提到】
: 100Khz采样率是否已考虑0.2%误差?
: 我指的是1KHz信号,1%最小占空比,0.2%精度

i*****t
发帖数: 24265
35
当然实践中采样率会比理论的要几倍才行,需要考虑各种状况以及滤波等

【在 b****2 的大作中提到】
: 我理解正弦波至少需要测4点就可以。但我现产品的信号是类似正弦波的波形,不是标
: 准正弦波。确切的说信号是60Hz的交流正弦波电压,经1%--99%斩波后经过用户负载的
: 电流信号。由于用户负载中阻性、感性、容性成分不一样,电流波形完全不同,延迟也
: 不一样。
: 现在这个100点是实际产品多次测试的选择,少到50点都不行。

b****2
发帖数: 61
36
谢谢指导!
这下我明白了

【在 i*****t 的大作中提到】
: 如果采样%1占空比,需要至少100khz采样
: 如果1Khz需要0.2%精度,则至少500Khz采样
: 可以画个图,很清楚

b****2
发帖数: 61
37
再追问各位大侠:香农的采样定理能用来分析这个应用吗?
对于单个周期暂空比随时变的1KHz信号,香农定理里的信号频率怎样和这个1K频率对应
起来? 是不是把1K矩形波做傅立叶变换,按测量精度要求计算允许的最大误差量,取
误差量的频率做香农定理提的信号频率?
还是香农定理不适用于这种单周期的测量?
a****l
发帖数: 8211
38
我觉得这个系统设计的可能超过需要的复杂程度了。如果你要采样的是一个输入的控制
信号,道理上说不应该弄的这么复杂的。

【在 b****2 的大作中提到】
: pipihaha大师分析的很有道理,谢谢!
: 我做的产品类似一个数字开关恒流电源,只是这个电源有点特殊:有时受触发后输出几
: 个周期的恒流电流。电流的控制和测量有我的系统完成,客户随机设定目标电流然后拿
: 电流表测试输出来评估。
: 所以1KHz的电压激励由我的系统产生,我可以保证频率很准,但电流脉宽、波形、幅值
: 取决一客户的电流设定和负载,电平宽度的分布随客户要求差异很大。要实现快速恒流
: ,首先要做的是采样计算准每周的有效值。
: 现在客户被市场上各种因数误导,认为我们的竞争对手能做到电流每周期无超调,而且
: 触发后第二个周期就达到设定值。要实现这个目标,我想从理论分析一下在一定硬件成
: 本下测量到底能达到怎样准确度。

i*****t
发帖数: 24265
39
香农的用途是为了复原信号,你这个就是数字0-1信号不用复原方波,否则要采样方波
信号例如各种梯形曲线,那频率可是很高的,这里不适用

【在 b****2 的大作中提到】
: 再追问各位大侠:香农的采样定理能用来分析这个应用吗?
: 对于单个周期暂空比随时变的1KHz信号,香农定理里的信号频率怎样和这个1K频率对应
: 起来? 是不是把1K矩形波做傅立叶变换,按测量精度要求计算允许的最大误差量,取
: 误差量的频率做香农定理提的信号频率?
: 还是香农定理不适用于这种单周期的测量?

b****2
发帖数: 61
40
采样的是对控制信号的响应,不是控制信号本身。
就象我描述的是个开关恒流电源。我只能控制每周期输出的电压,测量反馈回来的电流
,然后再反馈控制下一周期的电压。由于客户的负载、工作电流设定千差万别,负载在
运行中特性也在变化(如负载运行在480V/1000A下,会因发热而整个数学模型都变了)
。同样的电压矩形波,回来的电流波形、大小、延迟都差很多

【在 a****l 的大作中提到】
: 我觉得这个系统设计的可能超过需要的复杂程度了。如果你要采样的是一个输入的控制
: 信号,道理上说不应该弄的这么复杂的。

相关主题
这种样子的运动部件应该怎么样控制?关于TTL input和schmitt trigger input
怎样准确测量交流信号的有效值?问个电子器件的名字
有没有这样的集成块:根据两个(高,低)电平的到达的时间差来确定该集成块输出脉宽怎样将TTL电平传输过比较长的导线
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b****2
发帖数: 61
41
哦是这样。今天总算遇见明白人了,谢谢!!
原来学古典控制理论时书里简单提到香农定理,问了一些老师和助教,他们都说不清楚
或刻意回避......

【在 i*****t 的大作中提到】
: 香农的用途是为了复原信号,你这个就是数字0-1信号不用复原方波,否则要采样方波
: 信号例如各种梯形曲线,那频率可是很高的,这里不适用

L*1
发帖数: 11537
42
不好意思,20多年前做过类似这个的东西。最简单可靠且成本低的方法是先用硬件滤波
再数字采样。
b****2
发帖数: 61
43
请高人赐教,能否展开讲讲这个数字采样?
我采样前做了低通滤波,把高频噪音滤掉。这个数字采样什么做呢?

【在 L*1 的大作中提到】
: 不好意思,20多年前做过类似这个的东西。最简单可靠且成本低的方法是先用硬件滤波
: 再数字采样。

t*******e
发帖数: 216
44
可能一些大牛已经在数字处理方面做出解答,我只是从另一个角度考虑:
似乎楼主的目的是希望用数字的方法进行反馈,实现用户设定的可控恒流源。
电流的快速变化,会使得负载电路中的电感形成较高的感生电压,有时甚至远高于数字
供电电压,我想仅仅通过数字采样反馈较难避免。
好像有人回复过先通过硬件的方法处理掉这个。

【在 b****2 的大作中提到】
: pipihaha大师分析的很有道理,谢谢!
: 我做的产品类似一个数字开关恒流电源,只是这个电源有点特殊:有时受触发后输出几
: 个周期的恒流电流。电流的控制和测量有我的系统完成,客户随机设定目标电流然后拿
: 电流表测试输出来评估。
: 所以1KHz的电压激励由我的系统产生,我可以保证频率很准,但电流脉宽、波形、幅值
: 取决一客户的电流设定和负载,电平宽度的分布随客户要求差异很大。要实现快速恒流
: ,首先要做的是采样计算准每周的有效值。
: 现在客户被市场上各种因数误导,认为我们的竞争对手能做到电流每周期无超调,而且
: 触发后第二个周期就达到设定值。要实现这个目标,我想从理论分析一下在一定硬件成
: 本下测量到底能达到怎样准确度。

b****2
发帖数: 61
45
tomasline分析的很透彻。
简单说我要实现的就是用单片机/DSP实现一个数字反馈的开关恒流源。信号调理模拟电
路和其他硬件部分我已经考虑了信号的幅值和频率范围,实际的电流信号不会被截掉或
滤掉;这部分已在正销售的产品上确认。
现在头疼的是以多高的采样频率把这个电流信号采样进单片机处理。采样频率低自然会
降低精度,高了会提高硬件成本。我想从理论上先分析一下合理的采样频率,然后在实
际中测试定型。而且下个产品要做多路控制,不找到合理的采样频率,可能选用市面上
最快的双核单片机/DSP也解决不了问题。

【在 t*******e 的大作中提到】
: 可能一些大牛已经在数字处理方面做出解答,我只是从另一个角度考虑:
: 似乎楼主的目的是希望用数字的方法进行反馈,实现用户设定的可控恒流源。
: 电流的快速变化,会使得负载电路中的电感形成较高的感生电压,有时甚至远高于数字
: 供电电压,我想仅仅通过数字采样反馈较难避免。
: 好像有人回复过先通过硬件的方法处理掉这个。

i*****t
发帖数: 24265
46
如果要控制,俺觉得应该分解为如下几个问题
1 采样pwm传感器的频率,按理论
如果按1Khz的0.2%误差,那么采样频率至少500Khz,如果按照最小脉宽来计算误差最小
脉宽的0.2%,则50Mhz
当然实际上不会那么高,要取个折中的数值,估计几个Mhz是必须的,这里暂时没有香
农理论
2 采集信号的动态响应以及频率
这个不是pwm输入采集频率,而是信号本身的动态响应频率,应该根据香农来决定这个
采样频率
2 电流闭环控制的频率
需要另一个指标进行考虑了吧,例如电流控制环10Khz,加PWM输出控制100Khz等等
3 考虑实际控制对象的响应,综合分析,然后实验决定

【在 b****2 的大作中提到】
: tomasline分析的很透彻。
: 简单说我要实现的就是用单片机/DSP实现一个数字反馈的开关恒流源。信号调理模拟电
: 路和其他硬件部分我已经考虑了信号的幅值和频率范围,实际的电流信号不会被截掉或
: 滤掉;这部分已在正销售的产品上确认。
: 现在头疼的是以多高的采样频率把这个电流信号采样进单片机处理。采样频率低自然会
: 降低精度,高了会提高硬件成本。我想从理论上先分析一下合理的采样频率,然后在实
: 际中测试定型。而且下个产品要做多路控制,不找到合理的采样频率,可能选用市面上
: 最快的双核单片机/DSP也解决不了问题。

b****2
发帖数: 61
47
采样频率要高到几个兆我可要死定了,看来得用四核的处理器了。
现在问题的关键是采样频率,电流闭环控制频率就定在1KHz.DSP以1KHz的频率输出一个
PWM矩形电压波后,在下一周期开始前采样并计算出上一周期的电流有效值,然后根据
PID或其它算法输出这一周期PWN电压波。所以问题就归结到以多大代价去采样这个电流
有效值

【在 i*****t 的大作中提到】
: 如果要控制,俺觉得应该分解为如下几个问题
: 1 采样pwm传感器的频率,按理论
: 如果按1Khz的0.2%误差,那么采样频率至少500Khz,如果按照最小脉宽来计算误差最小
: 脉宽的0.2%,则50Mhz
: 当然实际上不会那么高,要取个折中的数值,估计几个Mhz是必须的,这里暂时没有香
: 农理论
: 2 采集信号的动态响应以及频率
: 这个不是pwm输入采集频率,而是信号本身的动态响应频率,应该根据香农来决定这个
: 采样频率
: 2 电流闭环控制的频率

t*******e
发帖数: 216
48
嗯,我还是从用户角度出发看这个问题,因为我们以前(甚至现在很多同事)确实需要
稳定度和噪声非常好的电流源,而且需要可控 (用于控制磁场)。当然这个需求与楼
主设计的产品也许有些出人,因为我们常常需要大电流 (1A以上,有时候要几十A).
我们作为用户,当时的感觉是,在市面上这种特殊需求一般没有现成的产品,需要定制
,或者自己设计。当然有一些激光产品中也需要这类的可控电流源,其控制电流一般为
mA到百mA量级。
我们在设计这类电路的时候,对于使用数字技术是非常小心的,因为数字信号的高频噪
声很容易耦合到电路中(线路以及空间)。如果用,采取的措施是让采样频率非常高,
这样可以避开后级器件敏感频段(通常DC-MHz).
这是一个我非常感兴趣的课题,我这里不妨抛砖引玉,希望楼主以及大牛们闲暇时候考
虑考虑。

【在 b****2 的大作中提到】
: 采样频率要高到几个兆我可要死定了,看来得用四核的处理器了。
: 现在问题的关键是采样频率,电流闭环控制频率就定在1KHz.DSP以1KHz的频率输出一个
: PWM矩形电压波后,在下一周期开始前采样并计算出上一周期的电流有效值,然后根据
: PID或其它算法输出这一周期PWN电压波。所以问题就归结到以多大代价去采样这个电流
: 有效值

b****2
发帖数: 61
49
很好的经验和建议。
你们用的是连续输出的可控恒流源码?如果是应该有很多厂家在做,原来我在国内就是
做这种电源的。有可能你要求的电压电流及精度不一样,生产厂家没法批量化,的确要
求特殊定制。

【在 t*******e 的大作中提到】
: 嗯,我还是从用户角度出发看这个问题,因为我们以前(甚至现在很多同事)确实需要
: 稳定度和噪声非常好的电流源,而且需要可控 (用于控制磁场)。当然这个需求与楼
: 主设计的产品也许有些出人,因为我们常常需要大电流 (1A以上,有时候要几十A).
: 我们作为用户,当时的感觉是,在市面上这种特殊需求一般没有现成的产品,需要定制
: ,或者自己设计。当然有一些激光产品中也需要这类的可控电流源,其控制电流一般为
: mA到百mA量级。
: 我们在设计这类电路的时候,对于使用数字技术是非常小心的,因为数字信号的高频噪
: 声很容易耦合到电路中(线路以及空间)。如果用,采取的措施是让采样频率非常高,
: 这样可以避开后级器件敏感频段(通常DC-MHz).
: 这是一个我非常感兴趣的课题,我这里不妨抛砖引玉,希望楼主以及大牛们闲暇时候考

i*****t
发帖数: 24265
50
不用什么四核
一般电机控制的dsp或MCU,电流环速率10Khz,比你这快多了

【在 b****2 的大作中提到】
: 采样频率要高到几个兆我可要死定了,看来得用四核的处理器了。
: 现在问题的关键是采样频率,电流闭环控制频率就定在1KHz.DSP以1KHz的频率输出一个
: PWM矩形电压波后,在下一周期开始前采样并计算出上一周期的电流有效值,然后根据
: PID或其它算法输出这一周期PWN电压波。所以问题就归结到以多大代价去采样这个电流
: 有效值

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b****2
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51
电流测量和恒流控制只是系统功能的一部分。系统还要运行RTOS,把每周期的电流电压
数据存储,计算出负载电阻的变化,根据电流及电阻变化控制机械手;还要把全部数据
通过网口实时传到上位机或机器人......估算采样的方案目的就是看准确采样后CPU还
剩多少资源完成别的任务。
另外我们的电源从触发到稳定到设定值,客户只允许最多三个控制周期,而且考核每周
期的有效值,比一般电机控制难很多

【在 i*****t 的大作中提到】
: 不用什么四核
: 一般电机控制的dsp或MCU,电流环速率10Khz,比你这快多了

i*****t
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52
晕倒,俺们搞机器人的,下面最基本的电机控制器包括了电流环,速度换以及位置换,
速率远比你的这个高的多,最后由上面机器人控制器智能调度,没看出来有啥难度,都
是成熟技术。
提出了可行的意见供你参考,剩下你自己合计吧。

【在 b****2 的大作中提到】
: 电流测量和恒流控制只是系统功能的一部分。系统还要运行RTOS,把每周期的电流电压
: 数据存储,计算出负载电阻的变化,根据电流及电阻变化控制机械手;还要把全部数据
: 通过网口实时传到上位机或机器人......估算采样的方案目的就是看准确采样后CPU还
: 剩多少资源完成别的任务。
: 另外我们的电源从触发到稳定到设定值,客户只允许最多三个控制周期,而且考核每周
: 期的有效值,比一般电机控制难很多

b****2
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53
imrobot大师是搞机器人的啊,果然是高人。顺便想了解一下机器人一般使用哪款/哪类
微处理器,imrobot大师是否方便赐教?
关于我们这个产品我想多解释两句,目的是不想让各位大侠认为我的要求虚高而不屑继
续给我指教:
这个产品不能说有多难,只能说比较特殊。我在这边第一份工作就是做数字电机控制。
当时感觉轻松一点的是选DSP时芯片厂家几乎够提供了从原理计算到板级集成的成熟解
决方案,应用手册理解透了照抄就能做到八九不离十。现在做的这类产品和电机控制比
就是有点怪,比如说原来电机电流环控制的速率是10KHz,周期也就是0.1毫秒,应该没
有人要求电机在3周期内(0.3毫秒)从启动达到任意的设定值;而我们的产品就要求恒
流源部分1KHz的控制率,3周期内(3毫秒)从开始触发达到设定值。
我三年前作完了一个类似产品,板上用了两片带硬件乘法器的单片机,勉强完成所有功
能。当时采样频率是12KHz,指标也较低,现在采样要提到MHz级别,看样双核处理器应
该就吃不消了吧。系统还有要集成Ethernet栈等,如果采样部分占了太多时间,通讯部
分会因分不到及时的时间而频繁出错。
再次感谢imrobot及各位大师的指教。欢迎大家继续指导

【在 i*****t 的大作中提到】
: 晕倒,俺们搞机器人的,下面最基本的电机控制器包括了电流环,速度换以及位置换,
: 速率远比你的这个高的多,最后由上面机器人控制器智能调度,没看出来有啥难度,都
: 是成熟技术。
: 提出了可行的意见供你参考,剩下你自己合计吧。

i*****t
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54
eTPU去看一下,功能强大集成了你要求的那些接口并有软件api

【在 b****2 的大作中提到】
: imrobot大师是搞机器人的啊,果然是高人。顺便想了解一下机器人一般使用哪款/哪类
: 微处理器,imrobot大师是否方便赐教?
: 关于我们这个产品我想多解释两句,目的是不想让各位大侠认为我的要求虚高而不屑继
: 续给我指教:
: 这个产品不能说有多难,只能说比较特殊。我在这边第一份工作就是做数字电机控制。
: 当时感觉轻松一点的是选DSP时芯片厂家几乎够提供了从原理计算到板级集成的成熟解
: 决方案,应用手册理解透了照抄就能做到八九不离十。现在做的这类产品和电机控制比
: 就是有点怪,比如说原来电机电流环控制的速率是10KHz,周期也就是0.1毫秒,应该没
: 有人要求电机在3周期内(0.3毫秒)从启动达到任意的设定值;而我们的产品就要求恒
: 流源部分1KHz的控制率,3周期内(3毫秒)从开始触发达到设定值。

b****2
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55
您指的是Freescale的eTPU吗?我原来那个产品就是用它家的东西搭出来的。现在新项
目指标提高了,正评估他们将要推出一个双核芯片。感觉他们芯片较贵,免费的软件倒
是不少。
谢谢您的分享!

【在 i*****t 的大作中提到】
: eTPU去看一下,功能强大集成了你要求的那些接口并有软件api
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