土壌水分測定 2

誘電率を容量で測ろうと目論みましたが、これはpF単位（多分小数点2桁レベル）の測定が必要となりそうで難しそうなので、誘電率と位相差の関係をPLLを使って測ったらどうだろうか？と左のような回路を作って可能性を探ってみました。
周波数スペクトラムをみると、3Mhzちょっとの処で方形波を出しているようですので、これを微小アンテナで5-10mmの距離で送受信してみることにしました。
空気中での出力波形と入力波形は、右下のスコープの写真のような状態でした。

これでDEMoutの電圧を空気中と水の中で測ると、1.91Vから1.62V程の電圧変化が観測されたので、使える可能性があります。　取りあえずセンサーで夏のハムフェアで購入したテフロン同軸をちょろっと弄っただけの物ですので、ハンズにでも行って、もう少しちゃんとしたセンサーの材料探しでもしようと思います。 

因みに、スペアナで見ていると、3.4Mhzから3Mhz位まで、プローブの状態により変化します。

コンパレータはExclusive ORのPC1(VDEMOUT=(Vcc/π)(φSIGin -φCOMPin)を使ってみました。
　因みに；
   PC2 VDEMOUT=(Vcc/4π))(φSIGin -φCOMPin)
   PC3 VDEMOUT=(Vcc/2p)(fSIGin - fCOMPin)

とあるので、単純なEXORのPC1が一番感度が高いのかもしれません。　何かもったいないなー。

ちょっとPLLからVCOのローパスフィルタの設計が良く分からないので、再検討する必要があるかもしれません。　TIのページにループフィルタの設計プログラムがありますが、夫々の数値の意味することが今一分からないので、うまく使えていません。　ここら辺をもう少し勉強しなければいけないかな？

色々楽しい実験が続きます。　完成しないかもしれませんが、、、。

参考　
　　誘電体中を伝搬する電磁波の(位相)速度
　　74HC4046AMデータシート