|
diod.club
Проектирование, изготовление, ремонт и обслуживание электроники
|
 Помощь
|
 |
 Описание: плохая стабильность ИОН во время работы АЦП |
| Поиск в теме | Версия для печати |
|
|
 
Отправлено: 27 Марта, 2017 - 01:56:47 
|
|
Newbie (10)
Откуда: L'viv, Ukraine
Репутация: 0
|
|
Если кто знает - посоветуйте хорошего спеца по силабовским 8-битным МК. Почти месяц мучаюсь с внутренним ИОН C8051F410. Вроде все делаю по ДШ - на выход Vref подключил два керамических кондера (0.1 и 10 мкФ). Активировал внутр. опору, меряю напряжение на ней - все ОК, стоит как вкопанная. НО, когда запускаю АЦП (каждые 0.5 с МК делает 1-4 тыс. измерений, усредняет и выдает результат по UART) - напряжение на опоре ощутимо дергается с частотой 2 Гц (ориентировочно +-5-10 мВ). Получается, что АЦП "портит" мне опору (она еще в схеме используется, но через повторитель на ОР07 и поэтому потребление ничтожное) - в чем причина этого глюка? Неужели АЦП так нагружает внутреннюю опору, что приводит к ее просадке/шуму? И как с этим бороться? Проблема именно в АЦП - сперва грешил на UART, но он здесь оказался не виноват.
Спрашивал на зарубежном форуме (http://community.silabs.com/t5/8...ght/false#M47362 ) - толку нету.(Отредактировано автором: 27 Марта, 2017 - 22:55:23) |
Леонид Иванович 
|
|
|
|
|
Super Member (860)
Откуда: Minsk
Репутация: 35
|
|
Именно по силабовским не скажу, но подобный эффект наблюдал на внешних АЦП. Современные АЦП имеют на входе УВХ, через ключ во время выборки емкости подключаются ко входу, затем в процессе преобразования - к опорному напряжению. Средний входной ток АЦП и среднее потребление по входу опорного напряжения может быть заметным. Как-то по глупости включил в цепь опорного RC-фильтр с резистором 10 Ом. Показания АЦП зависели от частоты выборок, так как проседало среднее значение опорного напряжения. Выход - использовать буферивованное внешнее опорное напряжение. Про входной ток АЦП писал тут. |
|
Леонид Иванович
|
|
|
|
|
|
Super Member (860)
Откуда: Minsk
Репутация: 35
|
|
Конденсаторы даже в теории не могут компенсировать. Они лишь могут усреднить ошибку. При бесконечно большой емкости ошибка опорного напряжения будет равна среднему входному току входа REF АЦП, умноженному на выходное сопротивление ИОН. |
|
|
Отправлено: 30 Марта, 2017 - 01:15:39
|
|
|
Newbie (10)
Откуда: L'viv, Ukraine
Репутация: 0
|
|
Это понятно, под "полностью компенсировать" я имел в виду, что рекомендуемые в ДШ емкости конденсаторов гарантированно обеспечат необходимую стабильность опорного напряжения во время АЦП (при максимальной частоте дискретизации и минимальной длительности выборки) и не приведут к ошибке, более чем 1/2 LSB. У меня же получается, что колебания опорного напряжения доходят до +-0,5% от его номинального значения.
Правда почему-то разброс результатов АЦП при фиксированном значении напряжения на входе не превышает +-0,05-0,1% (как по мне это вполне сносно для 12-битного АЦП). Вероятно все результаты имеют систематическую погрешность, которая автоматически учитывается при калибровке и поэтому я ее просто не замечал. Теперь, когда возникла необходимость в опорном напряжении в схеме еще для других нужд, я решил просто взять его с выхода REF МК (через буферный ОУ) наивно полагая, что его стабильность будет не хуже - и тут такая засада! |
|
Леонид Иванович
|
|
|
|
|
|
Super Member (860)
Откуда: Minsk
Репутация: 35
|
|
Насколько я понимаю, буфер на входе АЦП на ИОН не влияет. Отличие схем только в наличии ФНЧ перед повторителем ИОН. Интересно, как сильно будет отличаться опорное напряжение на выходе повторителя при работе АЦП и при остановленном АЦП? |
|
Леонид Иванович
|
|
|
|
|
|
Super Member (860)
Откуда: Minsk
Репутация: 35
|
|
1 - нормальный вариант, на нем можно и остановиться.
1' - резистор может иметь смысл, если источник сигнала обладает значительным выходным сопротивлением. Тогда этим резистором выравнивают сопротивления на входах ОУ и устраняют погрешность, связанную с входными токами. Но обычно ИОН имеет низкое выходное сопротивление, поэтому такой резистор не нужен.
2 - ОУ может стать неустойчивым при работе на емкость. Тогда нужно добавить на выход снаббер, или изолировать емкость от выхода ОУ резистором, а обратную связь по постоянному току взять с емкости. Но все это обычно лишнее.
3 - как и вариант 1, имеет право на жизнь. Вообще говоря, это самый лучший вариант, только надо правильно выбрать R и С. Задача R в данной схеме - изолировать выход ОУ от емкости. В том числе, от емкости УВХ АЦП. При ее подключении в процессе преобразования на выходе ОУ может появиться нехороший переходной процесс. С RC-цепочкой он может быть уменьшен. Но резистор должен быть малым, чтобы средний ток потребления входа REF вызывал ошибку меньше 1 LSB. Здесь можно руководствоваться теми же критериями, что и при выборе входной RC-цепочки АЦП. Можно развести эту цепочку, а ставить резистор или перемычку (тогда приходим к варианту 1) - решить по ходу. |
|
|
Отправлено: 05 Апреля, 2017 - 16:51:43
|
|
|
Newbie (10)
Откуда: L'viv, Ukraine
Репутация: 0
|
|
Спасибо - буду экспериментовать
(Добавление)
Немного поигрался с различными вариантами и самые лучшие результаты получились когда вообще без буфера. Взял опорник LT1009 на 2.5 В (схема: 3.3V - 510R - LT1009 + конденсаторы 0.1+10 uF). Критерием оптимальности был минимальный разброс результатов 2500 (100 порций по 25) измерений на максимальной частоте АЦП (3 МГц, что соответствует 200 ksps) при входном стабильном сигнале 10, 50 и 90% от размаха шкалы АЦП. Вероятно из-за низкого выходного сопротивления этого ИОН нету смысла подключать еще и буфер. Любой из 4 упомянутых буферов при добавлении между ИОН и МК давал небольшое увеличение разброса результатов. Наименьший прирост шума давал вариант 1, наибольший - вариант 2 (но если емкость меньше 100 пФ, то соизмеримо с вар. 1).
Если сравнивать глобально, то внешний ион значительно лучше внутреннего. Внутренний в среднем давал разброс результатов в каждой порции (по 25) +-4-5 единиц АЦП. А с внешним ИОН средний разброс +-1-2 единицы АЦП.
Вывод очевиден - для измерений на C8051F410 желательно использовать внешний ИОН. А если опорное напряжение в схеме нужно и для других нужд, то подходит только вариант с внешним ИОН. В этом отношении ДШ явно врет - там написано, что можно без проблем использовать выход REF (есть только ограничение по нагрузочному току в 200 мкА). Вот такие пироги... Спасибо Леониду Ивановичу за помощь.(Отредактировано автором: 09 Апреля, 2017 - 00:49:36) |
|
| Поиск в теме | Версия для печати |
| Страниц (1): [1] |
| Сейчас эту тему просматривают: 1 (гостей: 1, зарегистрированных: 0) |
| « Обмен опытом » |
Все гости форума могут просматривать этот раздел.
Только зарегистрированные пользователи могут создавать новые темы в этом разделе.
Только зарегистрированные пользователи могут отвечать на сообщения в этом разделе.
|
   |
|
).