Conversion Fréquence Tension 1Mhz +/- 500Hz

[invitee2f08ec4]

Bonjour,

J'ai un fil dans lequel court un signal dont la fréquence bouge plus ou moins aléatoirement entre 900.500 Hz et 1.000.500 Hz, et cherche un système électrique a la sortie duquel j'aurais une tension qui soit proportionnelle à la fréquence dans le fil...

En gros ...
-> si à l'entrée j'ai 900.500 Hz à la sortie je mesurerais -12V
-> si à l'entrée j'ai 1.000.000 Hz à la sortie j'aurais 0V..
-> si à l'entrée j'ai 1.000.500 Hz bah à la sortie ça me met +12V..
(le reste des valeurs entre 900500 et 1000500 se répartissant linéairement entre -12V et 12V... )

L'objectif est de pouvoir qualifier à chaque instant t la variation de fréquence dans mon fil par rapport au 1 Mhz (par exemple si j'ai +6V ... alors ça veut dire que j'ai 1000250 HZ dans le fil par exemple ... ).

Spontanément cela me fait penser grossomodo à une démodulation FM... Mais pouvez vous m'en dire plus ?

Merci !



Nb : il faut que les variations de tension à la sortie aient lieu moins de 1uS après un changement de fréquence.. Impossible d'échantillonner les signaux de faire une FFT et de sortir une tension en fonction du résultat de la FFT !
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[inviteede7e2b6]

hello , quel est le contexte ?

[invitee2f08ec4]

Il s'agit de quantifier les variations de fréquence du signal decrit dans le temps ! (C'est ca le contexte ^^ ).. c'est un projet que je dois réaliser pour la fac.

[invitee2f08ec4]

Nb je ne peux pas mettre un mélangeur + filtre passe bas pour obtenir la différence de fréquence, je dois vraiment faire la convertion "frequence -> tension"

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteede7e2b6]

le swing étant de 1% : une démodulation par PLL, possible avec de petits moyens

ou , pourquoi pas , un simple discriminateur passif , comme dans les radios FM

[bobflux]

Nb : il faut que les variations de tension à la sortie aient lieu moins de 1uS après un changement de fréquence..

Vu que ta contrainte de délai est de une période, la seule méthode qui fonctionnera sera de mesurer la longueur de la période en question... Ça peut se faire en analogique sans trop de difficultés, ça dépend de quelle précision tu as besoin.

Le signal provient de quoi ?

[invitee2f08ec4]

Ah =D genial !!! Mais il y a un point qui me perturbe :
Quelle fréquence de variation de fréquence serais en mesure de mesurer ? ^^...
en gros... si la fréquence change de 100Hz toutes les 4uS (par exemple). . Est-ce que je pourrais le voire ?
Et si elle change de 100Hz toutes les 2uS ?.. [je sais pas si je suis bien clair ]


Pardon pas vu la 2e rep. Bah faut que je puisse quantifier des variations toutes les 2 ou 3 uS .. et à 50Hz près.

[bobflux]

Ce n'est pas compliqué : si tu veux mesurer la fréquence d'un signal proche de 1 MHz en seulement quelques µs, tu ne peux pas compter les périodes, ni utiliser une PLL ou n'importe quelle autre solution qui a besoin d'un nombre assez élevé de périodes pour se stabiliser ou donner une réponse. La seule solution est de mesurer la période.

Bien évidemment pour avoir une précision de 50 Hz sur une fréquence de 1MHz, soit 50ppm, ça veut dire qu'il faut mesurer 1µs avec une précision de 50 ps environ. En fait si on considère la plage de fréquences que tu donnes, il faut mesurer un temps compris entre 999.5 ns et 1110.5 ns avec une précision de 50ps.

Ça peut se faire en analogique, mais les 50ppm, tu vas devoir aller les chercher tout seul, le couteau entre les dents.

Google "time to voltage converter".

Sinon il y a ça :

http://en.wikipedia.org/wiki/Time-to-digital_converter

Par exemple : http://www.acam.de/products/time-to-digital-converters/
C'est un peu "state of the art".

Le plus simple serait de revoir l'énoncé. Sinon c'est un exercice à la Jim Williams.

C'est pour faire quoi, bordel ?

[invitee2f08ec4]

Ok. Quantifier un effet Doppler.
Un train de 1uS part a 1Mhz, il reviens il faut que la tension soit proportionnelle a la différence de fréquence,

[bobflux]

Une raison particulière pour choisir 1 MHz plutôt que 2GHz ?

[invitee2f08ec4]

Aucune.. de toute facon faut que je fasse ca pour un signal a 1Mhz, puis 2 et 8Mhz !
Pouquoi ?

[annjy]

ça serait mieux si on avait l'énoncé original de l'exercice.....

[bobflux]

Aucune.. de toute facon faut que je fasse ca pour un signal a 1Mhz, puis 2 et 8Mhz !
Pouquoi ?

Parce que si tu choisissais la bonne fréquence dès le départ, tu pourrais le faire avec une PLL ou une démodulation, et ce serait beaucoup plus simple...

[invitee2f08ec4]

Bah c'est plus un projet que je dois faire qu'un exercice ! .. mais comme c'est noté je dit c'est un exercice .

En gros ... je récapitule la chose :

On cherche à mesurer un effet doppler venant de différente sondes ultrasons : 1 Mhz, 2 Mhz puis 8 Mhz.

Je précise que à 1Mhz l'effet doppler du fluide en mouvement mesuré induit des variations qui varient entre 900.500Hz et 1.000.500 Hz (ça peut être n'importe quelle valeur dans cet intervalle).

On procède donc de la façon suivante : on envoie un écho ultrasonore à 1 Mhz, et on mesure la fréquence des échos au fur et à mesure qu'ils reviennent.

L'objectif de l'affaire est d'obtenir une courbe qui quantifierait [comme expliqué dans mon premier post] les variations de fréquence au cours du temps

Voilà en espérant être plus clair...

merci pour votre aide en tout cas ! ( et désolé de pas avoir été plus clair avant mais disons que je ne crois pas qu'on soit trop censés demander sur internet ... mais là je cale vraiment :'( ..)


EDIT

bah en fait je dois le faire avec les 3 fréquences, .. car faut que je fasse un système qui marche pour chacune des sondes US !

[bobflux]

OK, donc c'est des ultrasons, donc tu peux pas choisir une autre fréquence...

MAX35101

On continue l'interrogatoire : pourquoi vouloir une réponse en 1 µs et pas 1 ms ? La vitesse du flux ne va pas changer énormément même en 1 ms...

[inviteede7e2b6]

aprés ré-examen du probléme , la seule soluce "évidente" reste le détecteur de battement ( mélangeur)

un calcule élémentaire montre qu’avec un swing aussi faible ,
un démodulateur quel qu'il soit, sera à la ramasse.

se priver de cette soluce , c'est chercher inutilement les emm.... les ennuis

[invitee2f08ec4]

Exact cest ce à quoi j'ai pense au début, melangeur + filtre passe bas mais le soucis cest que si la différence de frequence est de 100hz et que je mesure le signal à la sortie dudit melangeur+passe bas il me faudras attendre 10ms pour remarquer que c'est 100Hz.... (Le temps qu'il fasse un battement) ... Sauf qu'en 10ms mon écho il auras finit l'allez retour depuis un bon moment ^^ donc ça fonctionneras pas.. Cest bien là tout le problème >.<

[invitee2f08ec4]

Double post pour bobfuck : ce que je veux dire cest que je dois pouvoir mesurer les variations de fréquences sur des plages réduites de quelques micro secondes car dans les flux de liquides à mesurer bah ya des "petits courants" de sens contraire qui font genre 4/5mm de large, côte a cotes , et en ultrasons dans l'eau bah ca correspond a quelques microsecondes

Ensuite plus le délai de reponse du circuit est court mieux c'est... Mais si la meilleure méthode donne le resultat 10 seconde apres ma foie je m'y plierais et j'expliquerais ca dans le compte rendu... :-/

[invite0bbe92c0]

Sauf qu'en 10ms mon écho il auras finit l'allez retour depuis un bon moment ^^ donc ça fonctionneras pas.. Cest bien là tout le problème >.<

Vous voulez sonder avec quelle précision et dans quel milieu ?
Si je comprends bien vous devez sonder avec un transducteur mobile ou une cible mobile ?
Dans ce cas, le plus simple est plutôt de faire varier la fréquence de l'impulsion pendant son envoi, ainsi vous avez ensuite tout le temps que vous voulez pour analyser le retour puisque vous limitez singulièrement de problème d'arbitrage d'incertitude position vs vitesse contraignant la longueur d'impulsion.

[invitee2f08ec4]

Ah excellente idée !!
Cible mobile !
Je veux sonder a 4cm environ dans un milieu liquidien et discriminer les difference de frequence au retour sur des points espacés à minimum 4mm.

[inviteede7e2b6]

ça prouve donc que le projet est foireux à la base....

la fréquence est bien trop basse pour espérer une telle précision.

c'est le B-A-BA de ce principe....

si tu cherches de la précision , il faut monter en fréquence,
tout ça se démontre par les calculs de corrélation , que tu maitrises bien sur

[invitee2f08ec4]

Bah c'est pour ça que je viens sur le fofo ^^ savoir si ya une solution.... .... .. On est la pour apprendre sinon je ne demanderais pas !

Apres savoir que faut monter en frequence pas besoin de calculs savants pour le comprendre... Juste monter en frequence induit tout un tas d'autres soucis ...

Sinon ya la solution de faire un Doppler pulsé avec la PRF etc mais la c'est une autre galère ..

[inviteede7e2b6]

as-tu réfléchi à la cohérence du point de vue PHYSIQUE de la demande ,

avant de penser à la technique ?

ça revient à mesurer l'épaisseur d'un cheveux , avec un double décamètre d'arpenteur....

faut réfléchir un peu !

[invitee2f08ec4]

Un Doppler medical pulsé varie entre 1et 30 MHz en général... Ça marche très tres bien pourtant... Cest pas qu'une question de frequence
.. Désole mais cest pas faute d'essayer de comprendre ou de faire... Si on s'arrête au premier problème on avance pas !

[bobflux]

En fait, le point qui coince, c'est ton insistance à ce que la mesure prenne 1µs. J'ai l'impression que tu ne sais pas pourquoi tu mets cette contrainte.

PS : Si il y a plusieurs échos, tu fais comment ?

[jiherve]

Bonjour
Comme ce sont des US la longueur d'onde @ 1Mhz en milieux aqueux est d'environ 1,5mm(1500m/S/10^6) donc c'est faisable.
Ce qui coince c'est le coté temps reél car le temps de réponse escompté est de l'ordre de la période du signal , ne confondrais tu pas temps de réponse et débit car il est possible de faire des FFT débitant aux alentour du MHZ mais avec un certain délais, avec un bon FPGA on peut le faire.
JR

[invitee2f08ec4]

... Ok je vous avais pas compris..... ^^ oui je me suis mal exprimé ..
..

Le temps de réponse du système ne doit évidemment pas etre de 1uS... Cest quasi impossible en effet dans ces cas là , par contre faut que je puisse différencier des flux tres proches spatialement ca cest une contrainte du "cahier des charges", ce qui me force à pouvoir faire la mesure de variation de frequence sur un échantillon de données qui lui feras par contre seulement quelques microsecondes.. En espérant etre plus clair ainsi

[inviteede7e2b6]

quand le cahier des charges change en cours de route....

moi je descend en marche !

bonne chance

[jiherve]

Re
donc on revient en terrain connu : numérisation + FFT il faudra taper dans la gamme 100MHz 300MHz pour rester dans le faisable par le presque pekin lambda. Une petite visite chez Altera ou Xilinx s'impose.
JR