Свежие обсуждения
Консультации

Проверка линейности АЦП

1 19

Со смещением бороться не обязательно. Это же систематическая погрешность, которую калибровкой устраняют. Другое дело - его температурная зависимость. Но об этом можно не беспокоиться, если последовательный резистор на входе ADIN стоит внутри ООС ОУ-драйвера, как часть RC цепи. 

Так решается сразу несколько проблем: 1) уменьшается полоса пропускания ОУ входного драйвера; 2) поскольку этот ОУ со стабилизацией прерываниями, уменьшается амплитуда выбросов на выходе; 3) т.к. потребление по входу АЦП динамическое, уменьшается эквивалентное сопротивление источника сигнала в полосе частот; 4) устраняется систематическая погрешность смещения и её температурная зависимость при включении последовательно со входом АЦП резистора; 5) ограничивается ток через защитные диоды на VSS и VCC АЦП при перегрузке.

Картинки для кругозора:

      

 
Mickle: Картинки для кругозора:

Спасибо Михаил, за информацию и разьяснения. 

Mickle: Со смещением бороться не обязательно.

Заметил, что амплитуда шумов зависит от емкости конденсатора (и его характеристик) на входе Ref LTC2400. Керамический заменил на пленочный (зеленый). А смещение у АЦП хитрое, оно же еще и наклон меняет. Я еще не обсчитал это дело, но подозреваю, что коэффициент деления так-же должен меняться.

 
Mickle: Но об этом можно не беспокоиться, если последовательный резистор на входе ADIN стоит внутри ООС ОУ-драйвера, как часть RC цепи. 

По этой схеме удалось снизить шум в два раза, с 6,8мкВ до 3мкВ СКО (делал на OP335) при Uвх=0 для АЦП.
Нужно делать новую печатку frown

 

До новой платы дело не дошло, продолжил эксперименты на старой плате. Оставил на ней только LTC2400. Подключил ИОН LTC6655 с буфером на AD8675. В результате среднеквадратичное отклонение шумов получилось 0,4ppm. Подключил DDS генератор ко входу LTC2400. Сигнал генератора ослабляется резистивным делителем 1:1000, и снимается с резистора номиналом 0,1 Ом. На делитель поступает сигнал синуса амплитудой 630мВ со смещением 0,2 В. Соответственно на выходе делителя должно быть 6,3 мкВ со смешением 0.2 мкВ. Но экспериментально измеренный сигнал ослабляется до 6,8 мкВ.

Использовал усреднение по 32-м выборкам, плюс медианный фильтр. Выходные данные АЦП приведены к напряжению по подсказке Михаила. Значения на индикатор выводятся в микровольтах.


Усреднённый шум по 32 отсчетам.

Ну и амплитуда шума до усреднения, только медианный фильтр.

На пока всё, нужно делать плату...новуюwink

 

В поисках информации по определению значений RMS и СКО ("он" же RMSD, "он" же RMSE), выяснил, что считаются по разному. И в даташите на LTC2400 значения приводятся в RMS мкВ и RMS ppm. А я по своему незнанию никак не мог понять, как же их сложить СКО и RMSundecided
В итоге пришел к двум формулам:
RMS

СКО, RMSD, RMSE

Естественно и значения разнятся
для RMS:
RMS uV = 2,1uV = (RMS ADC)*(4,096В/2^28) = 139,5*0,0153 
RMS ppm = 0,5ppm = (RMS ADC)*(1E6/2^28) = 139,5*0,00373
RMS ADC = 139,5 (это значение АЦП)

для СКО, RMSD, RMSE
СКО мкВ = 1,7мкВ = (СКО АЦП)*(4,096В/2^28) = 107,9*0,0153 
СКО ppm = 0,4ppm = (СКО АЦП)*(1000000/2^28) =107,9*0,00373
СКО АЦП = 107,9 

где
2^28 - разрядность LTC2400 равная 28 бит
1Е6   - миллион, для вычисления миллионной доли (ppm)
4,096 - напряжение ИОН используемого в LTC2400
СКО АЦП - вычисляемое значение на основе полученных данных LTC2400 с закороченным входм.

п.с. Поправьте, если где накосячилundecided

 

Из нескольких результатов надо брать тот, который приятнее смотрится wink

 

Если сравнить с этим видео

То мои показометры не могут не радовать. Тут у мужика и REF выбран всего 2,0В, и усреднение по 64 выборкам, почему у него такие шумы 2,5 RMS ppm непонятно.

 

Пришла сегодня такая приблуда. Первые две цифры на этикетке соответствуют выходному напряжению. Первый тест начал с 2,5 вольта. Но, нарисовано 2,85919 smile За первые 5 минут уплыли до 2,86ххх. 

Но есть и приятные вещи. Шумит он на 2,7мкВ. Это чуть больше чем мои LTC6655 на 4,096В

Первые испытания моего показометра. Последний разряд -единицы микровольт(запятую после первого разряда не успел перевести за второй знак.

Видео индикации

 

Линейность...

Пробую разные фильтры для синуса амплитудой 6,5мкВ. И никак не получается найти компромисс между скоростью установки значения и линейностью на малых напряжениях. На каком графике остановиться?

 
vintik: На каком графике остановиться?
Tadas: Из нескольких результатов надо брать тот, который приятнее смотрится 
 
1 19