Gast
#887274
Hallo, ich arbeite gerade an einem Projekt, in dem die veränderliche Resonanzfrequenz eines Sensors recht genau gemessen werden soll. Im Prinzip handelt es sich um eine Art Schwingkreis. Die Frequenz liegt zwischen 50 und 70 kHz und soll auf ca. 10 Hz genu bestimmt werden. Ich hbe folgenden Schaltungsentwurf im Auge: Ein Mikrocontroller steuert einen programmierbren Oszillator, der einen Sinus im angegebenen Frequenzbereich erzeugt. Vom Sensor wird mehr oder weniger Energie absorbiert, je nachdem wie nah sich die Frequenz an der Resonanz befindet. Leider ist das resultierende Signal recht schwach ( ca. 10 mV pp) und mit vielen Störfrequenzen überlagert, so dss eine direkte Amplitudenmessung nicht in Frage kommt. Ich möchte daher das Messsignal mit der ursprünglichen Frequenz mischen, den resultierenden DC-Anteil ausfiltern und mittels AD-Wandler des uC digitaliseren, also eine Synchrondemodulation. Der Controller würde so lange die Anregungsfrequenz ändern, bis das Signalminimum - also die Resonanz gefunden ist. Das Problem ist, dass sich die Phase des Messignals beim Durchtritt durch die Resonanz ändert und damit auch der Phasenwinkel zwischen Mess- und Referenzsignal im Mischer. Meine Idee ist daher, einen zweiten Mischer mit einem um 90° phasenverschobenen Referenzsignal zu betreiben. Die Summe der Quadrate beider demodulierten Signale gäbe dann das Quadrat der Amplitude. Zusätzlich könnte ich noch die Phaseninformation bestimmen, was die Bestimmung der Resonanz noch einfacher machen würde. Von der Theorie her sieht alles gut aus, aber mein Problem ist der praktische Schaltungsaufbau. Als Sinusgenerator wäre der AD9833 sehr gut geeignet, aber wie erzeuge ich das genau um 90° phasenverschobene Signal? Zwar gibt es Quadraturdemodulatoren als IC's mit integrierter Signalerzeugung, aber anscheinend nur für Frequenzen im 3-4 stelligen MHz Bereich. Eine Alternative wäre, eine Rechteckspannung mit 4-facher Frequenz herunterzuteilen und über Logikgatter die beiden I und Q-Signale zu erzeugen. Als Mischer könnte man dann mittels eines Multiplexers zwischen dem direkten und dem invertierten Messignal umschalten. Doch dazu müsste ich eine Rechteckspannung mit auf 10Hz genau einstellbarer Frequenz haben, was auch nicht so einfach ist - evtl. PLL? Wenn jemand irgendsoetwas schon gemacht hat oder weiss, wo es Informationen gibt, würde ich mich sehr freuen Gruss Mike