Easyelectronics.ru

Электроника для всех
Текущее время: 24 ноя 2017, 14:33

Часовой пояс: UTC + 5 часов



    • 10 шт. 2-слоя 100*100mm 2$. Быстрый заказ: JLCPCB.com
    • JLCPCB - это крупнейшая фабрика PCB прототипов в Китае.
    • Имеющий более 290,000 клиентов и выполняющий более 8,000 заказов в день.
    • LCSC - Крупнейший китайский онлайн магазин радиодеталей.

Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 13 ] 
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Непонятные помехи в работе АЦП ADS1255.
СообщениеДобавлено: 02 ноя 2017, 16:44 
Заглядывает иногда

Зарегистрирован: 17 окт 2015, 14:26
Сообщения: 58
Здравствуйте, товарищи!
Не будем вокруг да около, есть МК STM32L152RBT6. К нему через SPI1 подключены 2 АЦП ADS1255.
Для поверки подаю на оба АЦП синус из аудиопорта компа. При большой амплитуде всё ок, но при амплитуде порядка порядка мВ становятся заметны такие вот выбросы как на фото ниже. Помеха явно не аналоговая (на входе АЦП стоит фильтр) и явно не наводится на проводах от АЦП к МК, так как её амплитуда примерно одинакова (значит врут врут какие-то из последних бит). Пересмотрел уже всё, сильно сбивает тот факт что помеха появляется не стабильно, а случайно, т.е. есть полностью нормальные периоды синуса, а есть такие вот ущербные.
Что пробовал: исключить вторую АЦП, работать с одной; понижать скорость SPI; менять настройки в регистре BR в АЦП в большую и меньшую сторону;
Любопытная особенность: При включении входного буфера в АЦП амплитуда выбросов резко повышается.
Не знаю уже куда рыть, может у кого-то были похожие проблемы.
Show

На графике снизу вольты, сверху непосредственное значение, переданное АЦП.
Проект для Segger Embedded Studio прилагаю:
https://cloud.mail.ru/public/HXWE/awpJmS96i


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Непонятные помехи в работе АЦП ADS1255.
СообщениеДобавлено: 02 ноя 2017, 18:30 
Заглядывает иногда

Зарегистрирован: 24 июн 2012, 22:45
Сообщения: 156
попробуйте спектр построить (в том числе и сигнала с большой амплитудой), уж очень похоже на 50 Гц.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Непонятные помехи в работе АЦП ADS1255.
СообщениеДобавлено: 02 ноя 2017, 18:46 
Старожил

Зарегистрирован: 10 июн 2011, 23:01
Сообщения: 2747
частоту подаваемого синуса сделайте сильно ниже для начала. а то у вас "не аналоговая" помеха очень уж к частоте входного сигналу хорошо привязана
если оба канала работают, помеха на обоих АЦП одинаковая?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Непонятные помехи в работе АЦП ADS1255.
СообщениеДобавлено: 02 ноя 2017, 21:42 
Заглядывает иногда

Зарегистрирован: 20 апр 2017, 20:33
Сообщения: 55
что если оно прямо с аудио выхода в таком виде приходит на АЦП? Если осциллом посмотреть?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Непонятные помехи в работе АЦП ADS1255.
СообщениеДобавлено: 02 ноя 2017, 23:55 
Старожил

Зарегистрирован: 02 дек 2010, 13:52
Сообщения: 4182
Откуда: п. Борок, Ярославская область
Раз: надо еще подумать в сторону входного сопротивления АЦП, т.к. оно зависит от частоты дискретизации и при высокой частоте может быть реально маленьким, что в итоге может дать нелинейные эффекты при подключении к источнику, который на такую нагрузку не рассчитан.

Два: даже на графике видно, что эта помеха периодична и присутствует во всем сигнале, причем и частота-то у нее похоже такая же как и у сигнала. Ее даже на Фурье-спектре будет видно, т.к. помимо синуса будет куча гармоник (т.к. выброс - дельта-функция). Кстати такой выброс вполне может быть сделан звуковой картой: это ж не генератор спецовый, чтоб синус прям чистый был, особенно на милливольтах.

Три: рекомендации по разводке платы от производителя тоже надо бы учитывать. Как с этим?

Четыре: фильтр фильтру рознь. Активный? Пассивный? Какого порядка? Какой топологии? Не правильно согласованный вход АЦП и внутренности фильтра могут изменить сигнал до неузнаваемости.

_________________
Ёж птица гордая, пока не пнешь - не полетит.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Непонятные помехи в работе АЦП ADS1255.
СообщениеДобавлено: 03 ноя 2017, 00:34 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 01 ноя 2011, 23:51
Сообщения: 439
А вы чем сам сигнал смотрите???? просто есть вариант что на большом сигнале автомасштабирование просто "съедает" вашу помеху. А на малом сигнале вы ее видите.. Это я к тому что возможно она есть всегда а не только на малом сигнале.
А вот откуда вопрос другой..


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Непонятные помехи в работе АЦП ADS1255.
СообщениеДобавлено: 03 ноя 2017, 02:56 
Заглядывает иногда

Зарегистрирован: 17 окт 2015, 14:26
Сообщения: 58
predator_r писал(а):
попробуйте спектр построить (в том числе и сигнала с большой амплитудой), уж очень похоже на 50 Гц.

_pv писал(а):
частоту подаваемого синуса сделайте сильно ниже для начала. а то у вас "не аналоговая" помеха очень уж к частоте входного сигналу хорошо привязана

Забыл сказать: на картинке частота дискретизации была 1 кГц. То есть по оси ординат миллисекунды. Частота тестового сигнала была 50 Гц. Ниже уже некуда как бы. Вернее есть куда, но 50 Гц должны вполне нормально считываться. И к частоте помеха не привязана. Она есть и на случайных сигналах и при нулевом сигнале на входе.
_pv писал(а):
если оба канала работают, помеха на обоих АЦП одинаковая?

да. Не синхронно прям совпадает, но по своей природе одинаковая. Всё норм...выброс вверх длиной один отсчёт (как дельта-функция)...всё норм...опять. И т.д.
Mihail_kr писал(а):
что если оно прямо с аудио выхода в таком виде приходит на АЦП? Если осциллом посмотреть?

У меня аналоговый дома осциллограф, С-51. Им смотрел, синусоида как синусоида. Да и не может такая единичная помеха преодолеть входной аналоговый фильтр у АЦП. Она поюбому должна размазаться.
VivalzarD писал(а):
Раз: надо еще подумать в сторону входного сопротивления АЦП, т.к. оно зависит от частоты дискретизации и при высокой частоте может быть реально маленьким, что в итоге может дать нелинейные эффекты при подключении к источнику, который на такую нагрузку не рассчитан.

VivalzarD писал(а):
Четыре: фильтр фильтру рознь. Активный? Пассивный? Какого порядка? Какой топологии? Не правильно согласованный вход АЦП и внутренности фильтра могут изменить сигнал до неузнаваемости.

Фильтр на входе пассивный аналоговый согласно даташиту на АЦП (стр 24): http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads1255.pdf
Но он по моим наблюдением исключительно ослабляет сигнал по амплитуде. Что с ним, что без него характер помехи один. Я вообще не думаю, что на таких частотах сопротивление источника и приёмника сигнала имеет какое-то значение. Я понимаю гигагерцы, когда длина волны становится соизмерима с размерами устройства, там вылезает КСВН и прочая радость из теории длинных линий. Но герцы... рили?

VivalzarD писал(а):
Два: даже на графике видно, что эта помеха периодична и присутствует во всем сигнале, причем и частота-то у нее похоже такая же как и у сигнала. Ее даже на Фурье-спектре будет видно, т.к. помимо синуса будет куча гармоник (т.к. выброс - дельта-функция). Кстати такой выброс вполне может быть сделан звуковой картой: это ж не генератор спецовый, чтоб синус прям чистый был, особенно на милливольтах.
Три: рекомендации по разводке платы от производителя тоже надо бы учитывать. Как с этим?

На плате кстати аналоговая земля не отделена от цифровой. Думаете играет роль? Я ведь измерение веду в дифференциальном режиме.
Спектр (не знаю правда чем он поможет, тут 50 Гц и кратные только):
Show

kos писал(а):
возможно она есть всегда а не только на малом сигнале

так я и сказал. Она есть всегда, но заметна становится только при мелком сигнале, когда сравнивается с ним по амплитуде.


Последний раз редактировалось Prizrak_kommunizma 03 ноя 2017, 12:08, всего редактировалось 1 раз.

Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Непонятные помехи в работе АЦП ADS1255.
СообщениеДобавлено: 03 ноя 2017, 11:39 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 01 ноя 2011, 23:51
Сообщения: 439
Цитата:
так я и сказал. Она есть всегда, но заметна становится только при мелком сигнале, когда сравнивается с ним по амплитуде.

так возможно это происки АЦП. Если гуляют пара младших бит. Что про это пишут в ДШ? Возможно это максимум что можно вытянуть с нее...
А еще нет ли какой либо высокочастотной помехи рядом???


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Непонятные помехи в работе АЦП ADS1255.
СообщениеДобавлено: 03 ноя 2017, 12:21 
Заглядывает иногда

Зарегистрирован: 17 окт 2015, 14:26
Сообщения: 58
Есть. вай-фай, мобильник, микроволновка, комп и ещё куча бытовых приборов как у меня так и у соседей. К сожалению лаборатории с комнатой с поглощающими стенами у меня нет) нужно как то так стараться результат получить))


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Непонятные помехи в работе АЦП ADS1255.
СообщениеДобавлено: 03 ноя 2017, 12:30 
Заглядывает иногда

Зарегистрирован: 24 июн 2012, 22:45
Сообщения: 156
я о тех 50 Гц, которые в розетке и наводятся на всё подряд, если входной сигнал тоже 50 - попробуйте его отстроить на ... скажем 70 и посмотреть спектр. И выключить сигнал совсем (а провода оставить) и посмотреть спектр. В общем нужно отделить мух от котлет (помеху от сигнала и его продуктов).
Кстати, если у вас на первом графике миллисекунды, то похоже, что 50 Гц сигнала бьется с 50,5 Гц помехи.
Кроме 50 Гц из розетки есть еще DC-DC, и много других весёлых штук.
P.S. спектр постройте в логарифмичиском масштабе...


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Непонятные помехи в работе АЦП ADS1255.
СообщениеДобавлено: 03 ноя 2017, 13:13 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 01 ноя 2011, 23:51
Сообщения: 439
Prizrak_kommunizma писал(а):
Есть. вай-фай, мобильник, микроволновка, комп и ещё куча бытовых приборов как у меня так и у соседей. К сожалению лаборатории с комнатой с поглощающими стенами у меня нет) нужно как то так стараться результат получить))


Перед АЦП есть противоподменный фильтр?

Собственно моя идея в том что может это некоторая высокая частота которая пролезла в сигнал как низкочастотная составляющая??


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Непонятные помехи в работе АЦП ADS1255.
СообщениеДобавлено: 03 ноя 2017, 13:49 
Старожил

Зарегистрирован: 10 июн 2011, 23:01
Сообщения: 2747
Prizrak_kommunizma писал(а):
_pv писал(а):
частоту подаваемого синуса сделайте сильно ниже для начала. а то у вас "не аналоговая" помеха очень уж к частоте входного сигнала хорошо привязана

Забыл сказать: на картинке частота дискретизации была 1 кГц. То есть по оси ординат миллисекунды. Частота тестового сигнала была 50 Гц. Ниже уже некуда как бы. Вернее есть куда, но 50 Гц должны вполне нормально считываться. И к частоте помеха не привязана. Она есть и на случайных сигналах и при нулевом сигнале на входе.
_pv писал(а):
если оба канала работают, помеха на обоих АЦП одинаковая?

да. Не синхронно прям совпадает, но по своей природе одинаковая. Всё норм...выброс вверх длиной один отсчёт (как дельта-функция)...всё норм...опять. И т.д.
Она есть всегда, но заметна становится только при мелком сигнале, когда сравнивается с ним по амплитуде.


значит сделайте частоту больше, отодвиньте от 50Гц, некратно только. потому что пока на картинке помеха возникает ровно с частотой 50Гц. возможно какой-нибудь тиристорный регулятор из сети по питанию пролазит.
ну и запишите оба канала синхронно на одном графике, потом при закороченных входах, потом с небольшим смещением от переменного резистора, без подключения к внешним источникам сигнала.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Непонятные помехи в работе АЦП ADS1255.
СообщениеДобавлено: 03 ноя 2017, 16:43 
Старожил

Зарегистрирован: 02 дек 2010, 13:52
Сообщения: 4182
Откуда: п. Борок, Ярославская область
Вот читаю даташит. На частоте 1000 выборок в секунду, при отключенном буффере и коэффициенте PGA=1 АЦП гарантировано выдает без шума только 19 бит из 24-х (Table 6. Noise-free resolution (bits) with Buffer off). То же значение будет, если буффер включить. Причем с увеличением коэффициента усиления PGA разрешение падает. То есть при максимальном PGA=64 уже почти 16 бит из 24-х.

Отсюда следует начинать отделять полезный сигнал от шума и считать цифровые фильтры, чтобы сделать разрешение по-лучше.

Теперь про входное сопротивление. Дело не в частотах, а в том, что выходное сопротивление источника сигнала может оказаться достаточно большим. И дальше работает только закон Ома. То есть если у твоего АЦП входное сопротивление окажется равным 10кОм, а выходное сопротивление звуковой карты будет 1кОм, то вместо 1В ты уже получишь 0.9В. Если у звуковой карты выходное сопротивление окажется 10кОм (и такое бывает часто), то получишь уже 0.5В вместо 1В. Так то.

Про земли - вопрос давно размусоленый много раз. Если надо из АЦП выжать максимум - то аналоговая земля должна быть отделена от всех остальных, аналоговое питание должно быть отделено от всех остальных. Опорное напряжение должно быть как можно лучше (MAX6325ESA к примеру, но есть и лучше). Причем если требуется задействовать опорное напряжение более чем на один корпус микросхем - то надо для каждого корпуса сделать буффер с фильтром (AD71x - или другие малошумящие ОУ). Потом экранирование дорожек аналоговых входов, чтобы исключить токи по плате.

Ты просто представь: допустим у тебя диапазон +/-2.5В. 5В от пика до пика. Так вот цена одного бита при 24-х разрядах будет 290 нВ - это блеядь ахиреть как мало! Одни из лучших показателей шума у современных малошумящих прецизионных ОУ - это единицы нВ на корень из Гц, или десятки нВ от пика до пика.Так что получить этот один бит достоверным задача очень не простая.

Лично мой опыт - я такие АЦП беру из-за их линейности и стабильности, но младшие 5-6 разрядов обычно отбрасываю при обработке. Если есть прям крайняя необходимость добыть все 24 разряда - то надо пролезть в игольное ушко, при том что иголка потерялась в стоге сена.

_________________
Ёж птица гордая, пока не пнешь - не полетит.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 13 ] 

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