шумы преобразователя температуры

Привет всем!

Есть несколько вопросов по борьбе с шумами преобразователя температуры.

В качестве исходных данных. Иду от аналога к интерфейсу.

Схема аналоговой части "по А. Голову" :-) В качестве Rреф - Rhopoint Miniohm

5E10, 5 кОм Ток 200 мкА. Датчик температуры - платина 100 Ом. "Метрана". Довольно внушительная штуковина(по размерам). :-( АЦП AD7715AN-5 (5 вольтовый DIP). По его интерфейсу, после оптопар, стоят триггеры Шмидта. Я не хотел, чтобы токи светодиодов оптопар шли через АЦП. Ну и кроме того, фронты нормальные поимел. В качестве DC\DC стоит DCP010505BP, после LM2950CN. Для цифровой части питание идет сразу после выходного конд. LM2950CN, аналоговая питается через ФНЧ (П-образный). Цифровая часть Atmega8L(это конечно избыточно, но ATtiny2313 до наших краев пока не дошли). Питается от 7805. Интерфейс ADM488AR. Все это питается от 12В(думаю уменьшить до 9В). Плата двухсторонняя. На коленках и с утюгом больше не получается. :-(

Против всяких левых наводок. 1. на каждом входе АЦП стоит последовательно 2КОм резистор 2. С каждого входа АЦП на землю и питание - диод Шотки 3. конденсатор 100нФ между входами 4. ставил еще с каждого входа на землю по 100нФ, но не помогает. Снял. :-) 5. С входа +RЕF на землю - кондер 1мкФ тантал и керамика 1 нФ 6. Параллельно резистора REF - 100нФ керамика 7. На аналоговом питании АЦП - 100нФ дисковый 8. Со стороны размещения элементов три полигона земли. Цифровая земля меги, цифра АЦП и аналоговая земля АЦП. Последнии две соединяются у ножки аналог. земли АЦП. 9. Земля конденсаторов кварца идет прямо на цифровую землю(без "включений") 10. Под корпусом АЦП цифры нет, а есть аналоговая земля(под аналоговой частью).

Коэф. усиления 32, частота обновления данных 25Гц, используется буфер АЦП.

При этом размах шума 12 единиц. Т.е. 3.5 разряда АЦП. При этом по описанию у меня должно быть 15 разрядов PtP. Но, в даташите цифры для нулевого входного сигнала. И кроме этого у них Ref 2.5В. Т.е. мне трудно оценить, что же я получил. Если есть опыт какой, подскажите пожалуйста сколько можно _реально_ выжать из этого АЦП.

Из того, что мне не понравилось, это провалы напряжения цифрового питания АЦП во время обмена с мегой. (На аналоговом все ОК). Примерно 25 мВ. Короткие около 2 мс. Я так понимаю, что DCP не тянет(в конечном счете). Но это дело я вроде обошел тем, что выключаю работу АЦП(бит FSYNC) на это время.

Если мысли. Правда мало, всего две. :-(

  1. Четырехслойная плата 2. Внешний кварцевый генератор.

1 понятно. Второе. Во-первых джиттер встроенного, а во вторых, у него большая амплитуда генерации. Ну, например, по сравнению с AD7711. Мне это не понравилось.

Может кто подскажет, какой выигрыш могут мне дать каждая из этих ... инноваций? Ну и вообще, как выцарапать эти треклятые 2.5 разряда!? :-)

олег

Я прошу меня извинить, если слишком много написал. Но ведь иначе, наверно, трудно будет дать ответ.

Reply to
Tkachenko Oleg
Loading thread data ...

Hi Tkachenko, hope you are having a nice day!

06 Янв 04, Tkachenko Oleg wrote to All:

TO> Схема аналоговой части "по А. Голову" :-) В качестве Rреф - Rhopoint TO> Miniohm 5E10, 5 кОм Ток 200 мкА.

Из каких соображений выбран такой маленький ток? Для 100 ом термометра обычно до 1 мА рекомендуется. Увеличь ток хотя бы до 500 мкА, с шумами ситуация будет существенно лучше. Да и опорное получится поболее, что немаловажно.

TO> Датчик температуры - платина 100 Ом. TO> "Метрана". Довольно внушительная штуковина(по размерам). :-( АЦП TO> AD7715AN-5 (5 вольтовый DIP). По его интерфейсу, после оптопар, стоят TO> триггеры Шмидта. Я не хотел, чтобы токи светодиодов оптопар шли через TO> АЦП. Hу и кроме того, фронты нормальные поимел. В качестве DC\DC стоит TO> DCP010505BP, после LM2950CN. Для цифровой части питание идет сразу TO> после выходного конд. LM2950CN, аналоговая питается через ФHЧ TO> (П-образный). Цифровая часть Atmega8L(это конечно избыточно, но TO> ATtiny2313 до наших краев пока не дошли). Питается от 7805. Интерфейс TO> ADM488AR. Все это питается от 12В(думаю уменьшить до 9В). Плата TO> двухсторонняя. Hа коленках и с утюгом больше не получается. :-(

Обычно (для промышленных измерений) больше и не требуется.

TO> Против всяких левых наводок. TO> 1. на каждом входе АЦП стоит последовательно 2КОм резистор TO> 2. С каждого входа АЦП на землю и питание - диод Шотки

При токе 200 мкА ты получишь неприличные утечки по входам. Замени диоды на кремниевые.

TO> При этом размах шума 12 единиц. Т.е. 3.5 разряда АЦП.

Мда, что-то много. Все-таки нужно увеличить измерительный ток.

WBR, AVB

ICQ# 43835774 mailto: avb<at>dialup.etr.ru

Reply to
Alexey V Bugrov

Hello, Tkachenko!

Tuesday 06 January 2004, 01:30, Tkachenko Oleg writes to All:

TO> Схема аналоговой части "по А. Голову" :-) В качестве Rреф - Rhopoint TO> Miniohm 5E10, 5 кОм Ток 200 мкА. Датчик температуры - платина 100 Ом.

Увы, не знаю схему "по Голову", но если ток питания датчика 200 мкА, то я бы его увеличил раз в 10 или более, может и с шумом сразу полегчает :)

Alexandr.

formatting link
snipped-for-privacy@mail.ru

Reply to
Alexandr Leptukh

Привет всем.

обычно

Я в курсе. Не имею права. Метрановцы в паспорте написали не более 200 мкА. Саморазогрев, однако. :-( А вот опорное могу поднимать до 2.5В без проблем. Вот только действительно ли это даст уменьшение шумов схемы? Иначе, по-моему, это будет самообман. Поднимется лишь "вес" младшего разряда АЦП и только.

Т.е. четырехсторонняя большой выигрыш не дает?

Спасибо.

К сожалению, исключено. А вы при каком токе меряли, и еще, если можно, какое АЦП и усиление?

олег

Reply to
Tkachenko Oleg

Пpивет, Tkachenko!

*** 07 Jan 04 01:09, Tkachenko Oleg wrote to Alexey V Bugrov:

TO> Я в курсе. Hе имею права. Метрановцы в паспорте написали не более TO> 200 мкА. Саморазогрев, однако. :-(

А тебе надо измерять непрерывно ?

с уважением Владислав

Reply to
Vladislav Baliasov

Hello, Tkachenko! You wrote to Alexey V Bugrov on Tue, 6 Jan 2004 22:09:53 +0000 (UTC):

TO>обычно

TO> Я в курсе. Не имею права. Метрановцы в паспорте написали не более 200 TO>мкА. Саморазогрев, однако. :-(

Очень высокая точность нужна? Или хотется соблюсти приличия. Помнится, что в Pt100 производимом Овен, допустимый ток более 1 мА.

With best regards, Alexander Kulikov. E-mail: snipped-for-privacy@mail.ru Липецк

Reply to
Alexander Kulikov

Hi Tkachenko, hope you are having a nice day!

07 Янв 04, Tkachenko Oleg wrote to Alexey V Bugrov:

TO> Я в курсе. Hе имею права. Метрановцы в паспорте написали не более TO> 200 мкА. Саморазогрев, однако. :-(

А с какой реальной точностью необходимо производить измерения? Что-то мне кажется саморазогрев будет составлять десятые доли градуса, да и мерить можно не непрерывно.

TO> А вот опорное могу поднимать до 2.5В без проблем. Вот только TO> действительно ли это даст уменьшение шумов схемы?

Погоди, если опорный резистор и измеряемый соедининены последовательно, то опорное целиком определяется измерительным током, т.е. в случае 200 мкА и 5 кОм получается 1В. Как же ты его хочешь увеличить не изменяя тока?

Если двухсторонняя разведена правильно, то не дает.

Вот сейчас сертифицируем прибор 8 каналов, АЦП AD7708, измерительный ток 1,004 мА на диапазоне +-160 мВ (G=16) шум составляет не более одного МЗР. При +-20 мВ (G=128) порядка 2.5 МЗР (+-4 единицы, макс). Опорное 2,5В. При измерениях ток коммутируется только на время измрения канала, поэтому обычно средний ток через датчик всего около 125 мкА.

WBR, AVB

ICQ# 43835774 mailto: avb<at>dialup.etr.ru

Reply to
Alexey V Bugrov

Hello, Alexander! You wrote to Tkachenko Oleg on Wed, 7 Jan 2004 08:31:38 +0000 (UTC):

[Sorry, skipped] TO>> Я в курсе. Не имею права. Метрановцы в паспорте написали не более 200 TO>>мкА. Саморазогрев, однако. :-(

AK>Очень высокая точность нужна? Или хотется соблюсти приличия. Помнится, что в AK>Pt100 производимом Овен, допустимый ток более 1 мА.

Специально посмотрел, не более 5 мА. В параметрах АЦП Simatic S7-300 видел ток

1,6 мА.

With best regards, Alexander Kulikov. E-mail: snipped-for-privacy@mail.ru Липецк

Reply to
Alexander Kulikov

Привет всем!

Rhopoint

200
в

Получить нужно, хотя бы, +-0.1 градус. В интервале от -5 до 150. ТСП, понятное дело, класса А.

На самом деле, у меня нет пока никаких веских причин требовать изменить этот параметр. Разве, что руки у меня кривые... :-\ Получив свой уровень шума мне нужно сначало доказать(хотя бы себе), что больше не вытянуть из этого АЦП. А дальше уже проще. AD7711, например, стоит в 3 раза дороже. ;-)

олег

Reply to
Tkachenko Oleg

Привет всем.

то я

Иду от источника питания к земле.

Резистор 20 КОм - задает ток. Резистор 5 КОм - задает опорное напряжение ТСП Резистор 270 Ом - "поднимаю" землю, нужно для работы с входным буфером АЦП.

Итого получаю 197 мкА.

И я бы так сделал, если бы мог.

олег

Reply to
Tkachenko Oleg

Привет всем.

Нет. Импульсное питание ТСП? Вещь хорошая, конечно. Но в качестве ключа, что выбрать, чтобы не испортить себе хар-ки?

олег

Reply to
Tkachenko Oleg

Пpивет, Tkachenko!

*** 07 Jan 04 22:05, Tkachenko Oleg wrote to Vladislav Baliasov:

TO> Hет. TO> Импульсное питание ТСП? Вещь хорошая, конечно. Hо в качестве TO> ключа, что выбрать, чтобы не испортить себе хар-ки?

Применительно к твоей схемотехнике - затрудняюсь подсказать. Я использовал совместно с MSP430, используя ее источники тока (и ток был в пару mA). А как вариант - любой ключ, но мерять напряжения на последовательно включенном ТСП и опорном резисторе, дальше простая арифметика... Да, не забудь, если ТСП на длинном шлейфе, и/или зашунтирован помеходавящими конденсаторами, выдержать время для зарядки шлейфа.

с уважением Владислав

Reply to
Vladislav Baliasov

Привет всем

0.1 градуса, как минимум.

В схеме еще есть резистор, который в общем и определяет ток. 20 КОм. За счет него я имел в виду.

В том и дело, что я в этом не уверен. Поэтому и спросил. Может я чего пропустил.

У меня перед глазами лежал ADAM на AD7711, да еще он четырехслойный. И как него "экстраполировать" полученный мною шум не понятно.

Перед разработкой я тщательно "прожевал" эту эху. :-) Вроде все правила учел. Но опять же, не нашел я тут описания всех параметров. То шум напишут, так усиление забудут. Пишут в МЗР, но не уточняют опорное. В общем без пол-литры... :-)

1,004

ток

Без увеличения тока значит не обойтись? А чем коммутировать, чтобы не испортить себе хар-ки?

олег

Reply to
Tkachenko Oleg

Hi Tkachenko, hope you are having a nice day!

07 Янв 04, Tkachenko Oleg wrote to Vladislav Baliasov:

А чем тебе ключ может испортить характеристики? В ратиометрической (как там это по-русски? :) схеме качество ключа роли не играет.

WBR, AVB

ICQ# 43835774 mailto: avb<at>dialup.etr.ru

Reply to
Alexey V Bugrov

Привет всем.

200

что в

ток

А с какой точностью он измеряет температуру?

олег

Reply to
Tkachenko Oleg

Привет всем.

как

Источник тока не проблема, есть REF200, из него можно 400 мкА поиметь. Для начала хватит.

ТСП и

выдержать

Спасибо.

олег

Reply to
Tkachenko Oleg

Привет всем.

там это

Т.е. предполагается негативный фактор только один - зависимость сопротивления открытого ключа от температуры?

олег

Reply to
Tkachenko Oleg

Hi Tkachenko, hope you are having a nice day!

07 Янв 04, Tkachenko Oleg wrote to Vladislav Baliasov:

Источник тока в ратиометрической схеме вообще как таковой не нужен (не обязателен).

WBR, AVB

ICQ# 43835774 mailto: avb<at>dialup.etr.ru

Reply to
Alexey V Bugrov

Hi Tkachenko, hope you are having a nice day!

07 Янв 04, Tkachenko Oleg wrote to Alexey V Bugrov:

Ой. А чем вы это будете поверять? Hу ладно, это в общем-то нетехническая сторона вопроса.

Все равно не очень понятно, единственный вариант, который я вижу - это при неизменном токе увеличить опорный резистор в

2,5 раза. Тогда действительно опрное возрастет, но пользы от этого будет не очень много.

TO> Hо опять же, не нашел я тут описания всех параметров. TO> То шум напишут, так усиление забудут. Пишут в МЗР, но не уточняют TO> опорное. TO> В общем без пол-литры... :-)

Все в общем-то соответствуют заявленным производителем АЦП данным. У меня получались очень близкие к даташиту цифры.

TO> Без увеличения тока значит не обойтись?

Hу как минимум стоит попробовать, чтобы не гадать. :) Заодно сможешь оценить саморазогрев.

TO> А чем коммутировать, чтобы не испортить себе хар-ки?

В данном случае, практически не имеет значения.

WBR, AVB

ICQ# 43835774 mailto: avb<at>dialup.etr.ru

Reply to
Alexey V Bugrov

Hi Tkachenko, hope you are having a nice day!

08 Янв 04, Tkachenko Oleg wrote to Alexey V Bugrov:

TO> Т.е. предполагается негативный фактор только один - зависимость TO> сопротивления открытого ключа от температуры?

Сопротивление ключа и его дрейф значения не имеют. А что еще? Инжекция заряда? Утечки? Инжекция заряда в данном случае роли не играет. Утечки тоже, если ключ включен не между опорным резистором и измеряемым. Вобщем если обеспечить неразрывную цепь тока без утечек между опорным резистором и измеряемым, то влияние всех остальных факторов исчезающе мало.

Кстати, если уж собрался ловить 0,1 градуса, то очень внимательно отнесись к разводке платы в плане того, что даже широкие медные дорожки имеют весьма заметное сопротивление (единицы, десятки миллиом) и в каких-то местах могут подпортить нервы и результаты. А то я на эти грабли наступил хорошо. :-/

WBR, AVB

ICQ# 43835774 mailto: avb<at>dialup.etr.ru

Reply to
Alexey V Bugrov

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.