Easyelectronics.ru

Электроника для всех
Текущее время: 18 июл 2018, 19:04

Часовой пояс: UTC + 5 часов



    • JLCPCB - Платы прототипов всего за 2$ c бесплатной доставкой (при первом заказе)
    • 10 PCBs за $2 для 2 слоев, $15 для 4 слойной, $74 для 6 слойной платы.
    • Крупнейший китайский производитель прототипных плат. 290000+ клиентов & 8000+ заказов в день!
    • LCSC - Крупнейший китайский онлайн магазин радиодеталей.

Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 26 ]  На страницу 1, 2  След.
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Звон (свист) АЦП
СообщениеДобавлено: 14 мар 2018, 01:30 
Старожил

Зарегистрирован: 09 сен 2010, 20:43
Сообщения: 303
Откуда: Донецк
Вход АЦП подключен к делителю 10к+10к, АЦП делает выборки с частотой 16000Гц, выборки сразу пересылаются на ЦАП, который подключен через эмиттерный повторитель на наушники. На выходе шумный сигнал, но беспокоит не столько шум, сколько непонятный свист, причины которого мне не понятны. Питание всё отфильтровано.

Настройки АЦП
Код:
   /* (1) Select HSI14 by writing 00 in CKMODE (reset value) */
   /* (2) Select the disc mode */
   /* (3) Select CHSEL3 for PA1 */
   /* (4) Select a sampling mode of ---- i.e. ---- ADC clk*/
   /* (5) Enable interrupts on EOC */
   ADC1->CFGR2 &= ~ADC_CFGR2_CKMODE; /* (1) */   
   ADC1->CFGR1 |= ADC_CFGR1_DISCEN|ADC_CFGR1_EXTEN_0|ADC_CFGR1_EXTSEL_2; /* (2) */
   ADC1->CHSELR = ADC_CHSELR_CHSEL1; /* (3) */
   ADC1->SMPR &=~(ADC_SMPR_SMP_2|ADC_SMPR_SMP_1|ADC_SMPR_SMP_0);
   ADC1->SMPR |=  ADC_SMPR_SMP_0|ADC_SMPR_SMP_2|ADC_SMPR_SMP_1;                            /* (4) */
   ADC1->IER = ADC_IER_EOCIE;   

Семплинг менял, на свист не особо влияет. Пробовал шунтировать вход конденсатором 10мкФ, свист пропадает, но вместо него появляется шипяще-скрипящий шум, то есть, видно что конденсатор не устранят полностью проблему. Если подключать конденсатор при включенном устройстве, то свист меняет тональность - как в старых АМ радиоприёмниках при настройке.

В чём проблема? Наводки? Длина дорожки менее 2см, правда она в нескольких мм от дорожки кварца, может из-за этого?

Прикрепил звук. Первая половина без шунтирующего конденсатора, вторая с ним.


Вложения:
ADC noise.zip [129.26 Кб]
Скачиваний: 17
Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Звон (свист) АЦП
СообщениеДобавлено: 14 мар 2018, 01:49 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 27 мар 2015, 04:10
Сообщения: 1602
Откуда: Харьков
Зачем нам звук? Записать с АЦП в массив 1000 величин и смотреть что там происходит.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Звон (свист) АЦП
СообщениеДобавлено: 14 мар 2018, 02:22 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 01 ноя 2011, 23:51
Сообщения: 528
А если просто а ЦАП слать что-то?? свист есть??

Хотя предыдущий оратор прав..


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Звон (свист) АЦП
СообщениеДобавлено: 14 мар 2018, 02:35 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 4575
Ничего необычного не заметил.
Вы хотите странного. У STM32 ADC далеко не инструментальный. К тому-же, у вас VddA является не только Vref, но и источником питания для кучи импульсной электроники.
Не знаю, как у вас с разводкой, но помехи по земле и Vss-VssA очень даже хорошо лезут в полезный сигнал. Даже больше - переменный ток потребления цифровой части так-же пролезает в аналоговый сигнал.
Из того, что можно сделать - поставьте конденсатор порядка 3nF между VssA и входом ADC, это унизит звон от импульса перезаряда внутреннего конденсатора ADC. Входной сигнал следует подавать через резистор.
А вообще, семплирование в 16к порождает очень красивую помеху на частоте 8 кГц. Но, если у вас в входном сигнале спектр дальше 5 кГц, то на оцифровке и не такое можно услышать.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Звон (свист) АЦП
СообщениеДобавлено: 14 мар 2018, 10:20 
Старожил

Зарегистрирован: 09 сен 2010, 20:43
Сообщения: 303
Откуда: Донецк
u37 писал(а):
Ничего необычного не заметил.
Вы хотите странного. У STM32 ADC далеко не инструментальный.

Не инструментальный, но я когда-то на PIC16 делал подобное, с его 10-битным АЦП, и частота выборок была всего 8кГц - звук был кристальный, в том смысле, что ни свистов, ни шумов.
Цитата:
К тому-же, у вас VddA является не только Vref, но и источником питания для кучи импульсной электроники.

VddA и Vddd отфильтрованы. Даже если 220мкФ подключать в разные точки картина шума (свиста) никак не меняется.
Цитата:
А если просто а ЦАП слать что-то?? свист есть??

Нет. Так же нет если закоротить вход АЦП на + или - - тогда на выходе практически тишина.
Цитата:
Зачем нам звук? Записать с АЦП в массив 1000 величин и смотреть что там происходит.

Сделаю, но что там можно увидеть, кроме скачущих цифр?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Звон (свист) АЦП
СообщениеДобавлено: 14 мар 2018, 11:01 
Старожил

Зарегистрирован: 09 сен 2010, 20:43
Сообщения: 303
Откуда: Донецк
alexsam писал(а):
Зачем нам звук? Записать с АЦП в массив 1000 величин и смотреть что там происходит.

2048


Вложения:
Комментарий к файлу: 2048 выборок
2048 samples 16000.txt [6.06 Кб]
Скачиваний: 155
Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Звон (свист) АЦП
СообщениеДобавлено: 14 мар 2018, 12:37 
Старожил

Зарегистрирован: 16 авг 2012, 23:27
Сообщения: 1658
Откуда: Москва
Статья про особенности АЦП в STM32 http://we.easyelectronics.ru/STM32/demony-v-acp-stm32.html.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Звон (свист) АЦП
СообщениеДобавлено: 14 мар 2018, 15:55 
Старожил

Зарегистрирован: 09 сен 2010, 20:43
Сообщения: 303
Откуда: Донецк
Посмотрел статью, поверхностно суть уловил, но не до конца. Позже попробую вникнуть подробно.
А пока убрал делитель с АЦП, на вход подключил 1нФ - характер свиста изменился, но шумы не пропали.
Записал звук - во второй половине записи замыкаю вход, на выходе тишина - ни свиста, ни шума.
Если подключить на вход сигнал (хоть прямо, хоть с ОУ), то шумы не пропадают, а только маскируются...
Как решить проблему?
Почему шумит и свистит АЦП?


Вложения:
ADC noice 2.zip [95.17 Кб]
Скачиваний: 9
Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Звон (свист) АЦП
СообщениеДобавлено: 14 мар 2018, 15:57 
Старожил

Зарегистрирован: 09 сен 2010, 20:43
Сообщения: 303
Откуда: Донецк
Менял частоту семплирования, менял частоту тактирования АЦП, менял частоту выборок - заметных изменений нет.
Что я делаю не так?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Звон (свист) АЦП
СообщениеДобавлено: 14 мар 2018, 16:51 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 22 июл 2017, 11:48
Сообщения: 1945
Всё правильно. Свистеть и шипеть - будет, по закону. Обратитесь к теории, к теореме Найквиста-Котельникова и вообще к спектральному анализу. При частоте дискретизации (семплирования) 16 кГц - макс. частота оцифр. звука - 8 кГц. Причем, если вы не подавили в ноль все частоты выше этой, то они в процессе семплирования будут давать спектральную помеху, являющуюся зеркальным отражением вниз от Fs/2. С другой стороны, в процессе семплирования у вас появятся еще одни спектры, уходящие вверх от Fs/2, и попадающие как раз в область слышимости. Плюс к этому - всего 12 бит, которые тоже усиливают эффект. Это что касается АЦ-преобразования. Именно поэтому, чтобы уменьшить до минимума влияние частот, выше частоты семплирования, эту самую частоту при АЦ-преобразовании делают как можно выше. Потому что фильтр имеет конечную крутизну характеристики.
А теперь добавим ЦА-преобразование, и оно будет с почти таким же эффектом. Низкая частота дискретизации будет так же давать дополнительные спектры в слышимой области. То есть, даже если исходный сигнал у вас с частотой дискр. 16 кГц, то ЦАП-ить его нужно с как минимум вдвое большей частотой ЦАП-а. Причем, желательно интерполировать дополнительные вставляемые остчеты между имеющимися семплами. Причина та же - избавиться от гармоник в слышимой области..
Короче, в двух словах - такое дело.
Осциллограф есть? Нужен цифровой, со спектроанализатором (FFT-анализ). Померьте, посмотрите. Почитайте литературу. И для именно звуковых применений возьмите лучше звуковые АЦП и ЦАП. Тут уж сами решайте - либо вас устроит то, чего можно добиться на МК, либо брать уже предназначенные для этого решения.

ЗЫ. В вашем файле - узкополосные помехи на частотах 5900 и 6100 Гц, хотя общий уровень шума достаточно низок, -51 дБ, это очень хороший показатель при таком раскладе. Это могут быть естественные шумы входных цепей, ухудшенные в результате описанных ранее эффектов.
Надо лучше? Звуковой АЦП-ЦАП. Или уменьшите громкость оконечного усилителя мощности :))) А на входе АЦП добавьте уровень


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Звон (свист) АЦП
СообщениеДобавлено: 14 мар 2018, 17:51 
Старожил

Зарегистрирован: 09 сен 2010, 20:43
Сообщения: 303
Откуда: Донецк
Нет, Котельников и высшие материи здесь не при чём. Потому что:
-на вход подключал ФНЧ Fs/2 на ОУ, шум просто маскировался, но не пропадал
-повышение частоты Fs до 32000, 48000, практически никак не влияет, о чём написал выше.
-в вышеупомянутом варианте на PIC16 был фильтр всего RC, никаких помех не было, так что не так страшен Найквист, как его малюют, по крайней мере - в данном случае на 99% уверен, он здесь не при чём.


Цитата:
ЗЫ. В вашем файле - узкополосные помехи на частотах 5900 и 6100 Гц, хотя общий уровень шума достаточно низок, -51 дБ, это очень хороший показатель при таком раскладе. Это могут быть естественные шумы входных цепей, ухудшенные в результате описанных ранее эффектов.
Надо лучше? Звуковой АЦП-ЦАП.

"помехи" не стационарны, они "ползут" по спектру, просто на запись короткая и возможно это не так видно.
Да где-же хорошо - мало того, что свистит, так ещё и собственный шум порядка 8 единиц (4 разряда), а это более 5мв!
Я видел в сети проекты без звуковых АЦП-ЦАП, которые сделаны на 10-бит МК АЦП и у них звук был идеальный (сравнительно с моим), почему здесь такой косяк?

Нашёл тему http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?p=2594819
Неужели с АЦП у STM32 всё так плохо, что его без плясок и бубна не приготовишь?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Звон (свист) АЦП
СообщениеДобавлено: 14 мар 2018, 17:56 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 22 июл 2017, 11:48
Сообщения: 1945
А как заведено у вас там аналоговое питание на VDDA, VSSA, как обстоят дела с разводкой, с разводкой через дроссель и кондеры? .


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Звон (свист) АЦП
СообщениеДобавлено: 14 мар 2018, 18:29 
Старожил

Зарегистрирован: 09 сен 2010, 20:43
Сообщения: 303
Откуда: Донецк
Питание от отдельных стабилизаторов, через RC фильтры, с цепочками конденсаторов 10u+1u+0.1u. Поэтому вариант пролаза через VDDA исключаю полностью. Он может быть, но думаю не более 1-2 единиц.
Разводка... а как определить что дело в ней?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Звон (свист) АЦП
СообщениеДобавлено: 14 мар 2018, 18:34 
Старожил

Зарегистрирован: 09 сен 2010, 20:43
Сообщения: 303
Откуда: Донецк
Относительно недалеко разведён кварц. Ради эксперимента отключил его, перейдя на HSI - ничего не изменилось, шумит как и ранее.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Звон (свист) АЦП
СообщениеДобавлено: 14 мар 2018, 18:58 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 4575
Поменяйте программу в MCU, добавьте выдачу sleep в паузах. Увидите, на сколько вредит цифровая часть.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Звон (свист) АЦП
СообщениеДобавлено: 14 мар 2018, 19:03 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 22 июл 2017, 11:48
Сообщения: 1945
А вот и НЕ надо питать VDDx и VDDA от раздельных стабилизаторов, от разных нагрузок начинает колбасить напряжения. Достаточно разделить дросселем и заполировать конденсатрами тантал 1-4 мкФ плюс керамика 0,1, и на Vref тоже керамику. Схема как на дискаверинах.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Звон (свист) АЦП
СообщениеДобавлено: 14 мар 2018, 19:10 
Старожил

Зарегистрирован: 09 сен 2010, 20:43
Сообщения: 303
Откуда: Донецк
u37 писал(а):
Поменяйте программу в MCU, добавьте выдачу sleep в паузах. Увидите, на сколько вредит цифровая часть.
Попробую.
Цитата:
А вот и НЕ надо питать VDDx и VDDA от раздельных стабилизаторов, от разных нагрузок начинает колбасить напряжения.
Вот здесь не понял. Чем плохо раздельное питание?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Звон (свист) АЦП
СообщениеДобавлено: 14 мар 2018, 19:38 
Старожил

Зарегистрирован: 09 сен 2010, 20:43
Сообщения: 303
Откуда: Донецк
Попробовал sleep. Свист не пропал, стал каким-то прерывистым.


Вложения:
ADC noice 3.zip [90.26 Кб]
Скачиваний: 9
Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Звон (свист) АЦП
СообщениеДобавлено: 14 мар 2018, 21:00 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 4575
А он и не должен пропасть. Раз он (шум) изменился, значит вы наглядно видите помехи от работы цифровой части.
Либо это помехи по земле (петли в разводке) и питанию (пролазит в VddA), либо внутренние помехи, которые "не лечатся". Их можно снизить, если в момент оцифровки (в самый момент захвата) переводить процессор в sleep. Т.е. работать через dma с прямым перекладыванием ADC-DAC с "остановленным" процессором.
Увы, поможет не особо - "писки" уменьшатся, но фоновый шум ADC ничем не победить.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Звон (свист) АЦП
СообщениеДобавлено: 14 мар 2018, 21:14 
Старожил

Зарегистрирован: 09 сен 2010, 20:43
Сообщения: 303
Откуда: Донецк
Мне по наблюдениям кажется что это что-то из разряда описанного в "Демоны АЦП...", только не совсем то. Буду изучать материалы. Ни земля, ни наводки, ни Котельников тут не при чём.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Звон (свист) АЦП
СообщениеДобавлено: 14 мар 2018, 21:23 
Супермодератор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 27 янв 2010, 07:40
Сообщения: 4900
Откуда: Новосибирск
Запитайте девайс от аккумуляторов/батареек или линейного БП.

_________________
Ищу работу.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Звон (свист) АЦП
СообщениеДобавлено: 14 мар 2018, 21:52 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 22 июл 2017, 11:48
Сообщения: 1945
Тут еще вопрос в том, как именно топикстартер получает эту аудиозапись? Звуковая карта компа/ноута тоже не идеальна, и при несогласованном подключении на запись тоже может давать гадость. А еще плюс к этому - формат mp3. Кароче, ТС, я ж грю - осцилл с ФФТ вам в руки, и микросхемка УМЗЧ с динамиком вам в...
Есть неплохой УМЗЧ LM4871 - вообще в самый раз для однополярного пиатния http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm4871.pdf


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Звон (свист) АЦП
СообщениеДобавлено: 14 мар 2018, 23:36 
Старожил

Зарегистрирован: 09 сен 2010, 20:43
Сообщения: 303
Откуда: Донецк
от батареек всё и питается
запись получена на ноубук, но он здесь не при чём, иначе, согласитесь, эта тема не появилась бы :)
осциллограф есть, но ффт там слабый, да и не понимаю я, что там смотреть - ну шум, ну 5 и 6 кгц, а что далее?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Звон (свист) АЦП
СообщениеДобавлено: 16 мар 2018, 19:31 
Старожил

Зарегистрирован: 21 мар 2012, 14:33
Сообщения: 531
Какова длина проводников? Что на конце проводника входа в АЦП? У меня на плате со сплошным земляным слоем дорожка 10см ловила наводки, если конец никуда не подключен.
Если преобразователь импульсный, то они часто так свистят, ещё и от температуры как раз тональность ползет.
Попробуй вместо входа АЦП резистор на землю, сразу увидишь как резистор+10см даже экранированного провода реально на слух определить по наводкам.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Звон (свист) АЦП
СообщениеДобавлено: 17 мар 2018, 03:45 
Заглядывает иногда

Зарегистрирован: 08 фев 2010, 21:01
Сообщения: 43
Откуда: Мариуполь
Попробуйте отладчик отключить, шумит и очень сильно.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 26 ]  На страницу 1, 2  След.

Часовой пояс: UTC + 5 часов


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  

Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Русская поддержка phpBB