Свежие обсуждения
Консультации

Проверка линейности АЦП

1 8 19
viczai: Что Вы всё фото да фото, тут надо видео готовить.

Геморно видео выкладывать на ютуб. Да и ... пока верьте наслово. 

Link: Ещё забыл, нагрузите выход ОУ резистором в 1кОм.

Грузил сразу, после комента viczai, как увидел смещение в 96 единиц(удивился). Плата пролежала порядка недели, и по памяти смещение вроде было 250 ед.  решил перепроверить, припаял 10к на вход АЦП(выход ОУ), смещение возросло до 460 ед. Поведение входа ОУ не поменялось. При к.з. 460 ед. при размыкании напряжение начинает расти, медленно, но уверенно. Нашел резистор 6,8 МОм нагрузил вход ОУ, поведение не изменилось(к.з. и разомкнутый). И, самое интересное, вернуться к 96 ед. мне не удалось, даже, вернув все в первоначальный вид... Придется таки делать новую макетку, а не хочется, пока не определился со схемой буфера. 

Не хочется мне ставить делитель перед ОУ, как все делают. Присмотрел газовый разрядник на 75В, AD8638 имеет защитные диоды по входу с током 10мА, последовательно со входом поставлю резюк 10к. Но вот чудеса с поведением LTC2400, от того, что висит у него на входе, начинают потихоньку напрягать.

Link: в общем нужна керамика на 100нФ, а параллельно ей уже должен стаять конденсатор более высокой ёмкости. 

Это все понятно, но, дело тут не в питании. Иначе, помеха была бы постоянная величиной. 

Давайте обсудим входную часть. НужнО - высокоомный вход >100МОм, и предел по входному напряжению 11-12В.


 

 
vintik: Давайте обсудим входную часть. НужнО - высокоомный вход >100МОм, и предел по входному напряжению 11-12В.

Ого... чёэт вы там мудрите такое серьёзное? Иметь входное более 100МОм и хотеть видеть мкВ это чёт очень серьёзное. Ничего внятного я вам не скажу в таком диапазоне не хожу и ходить не желаю, всё там очень муторно и запущенно. 

Если вам нужно входное более 100МОм то Оу вы уже не тот взяли, у вашего ОУ входной ток смещения 1,5пА т.е. при входном 100МОм гарантированно вы будете иметь напряжение на входе ОУ равное 100*10^-6*1,5*10^-12=150мкВ, если ток не сбрасывать т.е. источник сигнала не будет забирать этот ток, то напряжение на входе ОУ будет расти... Но это только начало геморроя, т.к. при таких входных сопротивлениях влияет всё и вся, нужно собирать схему включения ОУ с двойным экранированием, нужно учитывать токи утечек между выводами ОУ и ещё много чего, чего с первого разу и не поймёшь.   Нужно искать готовые решения, а не изобретать велосипед самому, копайте в сторону схем  измерителей заряда на ОУ.

 

По классике это делалось так - вокруг вывода неинвертирующего входа ПП формируется кольцо, которое подключается к выходу ОУ. А всё, что подключается ко входу ОУ, дальше делается навесным монтажом на стойках из хорошего диелектрика. Таким методом обеспечиваетс защита от блуждающих токов. Причём крайне желательно, чтобы это кольцо было на обеих сторонах ПП.

 

Фрагменты вольтметров: первые две схемы для АЦП ADS1282, последняя - для ADS1256. Гигаомное входное сопротивление, напруга до 12 В (у первой до 20 В). Следящее питание позволяет увеличить CMRR и уменьшить входной ток смещения, что было необходимо для снижения нелинейности масштабного усилителя до величины порядка 0,1 ppm/10 В.

  

В конечном итоге интегральная нелинейность вольтметра определялась только INL применённого АЦП и схемой подключения его входов (полной- или псевдо-дифференциальной). Результаты в том же порядке:

  

Как видно из тестов, ADS1256 имеет детерминированную кривую нелинейности, которую легко скорректировать программно полиномом 2 порядка. Тоже самое относится к LTC2400 с таким же однобитным квантование сигнала.

 

Пока бился со вставкой картинок, перепутал 1-ю и 3-ю :(

 
Link: нужно собирать схему включения ОУ с двойным экранированием, нужно учитывать токи утечек между выводами ОУ и ещё много чего
Tadas: По классике это делалось так - вокруг вывода неинвертирующего входа ПП формируется кольцо, которое подключается к выходу ОУ. А всё, что подключается ко входу ОУ, дальше делается навесным монтажом
Mickle: Фрагменты вольтметров: первые две схемы для АЦП ADS1282, последняя - для ADS1256. Гигаомное входное сопротивление,

Спасибо всем, заряд бодрости получил smile 

Mickle: Следящее питание позволяет увеличить CMRR и уменьшить входной ток смещения

Впервые сталкиваюсь с таким вариантом питания. Придется вникать в суть.

 
Mickle: Пока бился со вставкой картинок, перепутал 1-ю и 3-ю

Правая картинка графика соответствует левой картинке схемы?

----

Поискал информацию по следящим источникам питания, пока не понял в чем изюминка(по возможности поищу еще).

По схемам, у всех вход двуполярный. Ограничение полевиками + стабилитроны. У меня однополярный вход, т.е. по минусу нужно ограничить до -0,3В. Если применить резистор 50к, включенный последовательно со входом, то входное напряжение может быть приложено до 500В (10мА х 50к). Полевеки 2N4117 найти очень трудно, соответственно и неоправданная цена.

В общем, двигаюсь постепенно изучая схемы и на данном этапе задача собрать входной высокоомный делитель. Похоже придется собирать на двух ОУ. Если поставить делитель на входе LTC2400 без буфера, смещение увеличивается примерно в 10 раз.

Link: Иметь входное более 100МОм и хотеть видеть мкВ это чёт очень серьёзное.

Не подскажете, что за параметр и откуда взят?

 

Как понять "что за параметр" ? Входное сопротивление. Откуда взят ? Разработчиков надо спросить. Возможно был уних пикоамперметр для измерения входного тока. А может быть измерить не смогли и написали "с потолка" wink

 

Перемножаем 1пА и 22,5 ТОм, получаем 22,5В. Что за напряжение? К чему его привязать? 

 
vintik: Не подскажете, что за параметр и откуда взят?

Вы хотите иметь входное сопротивление своей схемы более 100МОм, это накладывает ряд проблем связных с наводками и утечками. 

Подумайте над таким вопросом - что будет на выходе  инвертирующей схемой ОУ с Ку=1 если его не инвертирующий  вход оставить в воздухе?

У ОУ который вы применили "ток утечки" (Input Bias Current) по его входу равен 1,5пА. Этот ток нужно сбрасывать куда то, иначе будет бо бо, следовательно нужно ставить сопротивление на землю по отношению к входу ОУ, а если есть ток и сопротивление то можно найти напряжение которое будет "падать" на этом сопротивлении, т.е. присутствовать на входе ОУ.

Входное сопротивление у ОУ конечно заоблачное 22ТОм, это очень круто, но это также означает  что при неправильном подходе данный вход с лёгкостью  может ощущать смену фазы луны. Большие входные сопротивления требуют достаточно  осторожного подхода к  реализации, иначе схема начнёт  с лёгкостью показывать погоду на Марсе.