ADC, rumore e statistica

Ciao,

ho realizzato una schedina per acquisire ponti di misura (strain gauges, sensori di pressione ecc...). Ora sto cercando di caratterizzarne le prestazioni, almeno come ordine di grandezza.

Ho collegato all'ingresso un ponte di resistenze di uguale valore (360 ohm ognuna) e ho acquisito un centinaio di campioni. Dopodiché ho calcolato media e deviazione standard.

La media è 14990 (valore ADC su fondo scala stimato di circa 350000) e la deviazione standard è 17,5. Ovviamente questo è il caso peggiore perché sono vicino all'equilibrio. Dovrò verificare se la dev std rimane la stessa anche a fondo scala (comunque

Prima domanda: come faccio a capire "quanto" è buono questo valore? Non intendo dire se va bene per me, quello lo so :) Ma in generale, per capire se ho fatto un lavoro decente.

L'adc (un LTC2440) lavora in oversampling. Spesso si suggerisce di alimentare il ponte di misura solo per lo stretto necessario alla misura in modo da non scaldarlo e modificarne quindi il valore.

Seconda domanda: sbaglio o questo è fattibile nel caso in cui la frequenza di acquisizione finale del dato è molto più bassa di quella di output dell'adc? Del tipo: abilito il ponte, acquisisco per 1 secondo, spengo il ponte e aspetto 10 sec, poi ricomincio.

Viceversa se avessi bisogno di una misura "continua" (es. 10 Hz) non posso certo abilitare il ponte nell'istante di campionamento (transitori a parte) perché *non esiste* l'istante di campionamento lavorando in oversampling.

Giusto o sbagliato?

Grazie! Marco

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Marco Trapanese
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Il 27/07/2011 09:16, Marco Trapanese ha scritto:

Aggiungo, se può servire, l'immagine di una realizzazione dell'acquisizione prima descritta (ponte di resistori).

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Si tratta di circa 2200 campioni, filtrati con filtro mediano a 5 campioni e media mobile a 8 valori, acquisiti con frequenza di 13,8 Hz per un totale quindi di circa 160 secondi.

Senza i filtri si vedono chiaramente le curve seghettate dovute al rumore a frequenza più alta, ma comunque rimane il girovagare.

Marco

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Marco Trapanese

Un bel giorno Marco Trapanese digitò:

Il metodo "poor man" è quello che presumo tu ipotizzassi, ossia che per rumore a valor medio nullo la deviazione standard equivale al valore RMS. Quindi tu hai un rumore RMS di log2(17.5)=4.1 bit.

In realtà misurare solo il rumore (che fra l'altro può essere introdotto anche da cause esterne) non ti "racconta" tutta la storia (distorsione, ecc). Potresti invece usare l'ENOB come parametro di riferimento:

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Prendi l'ENOB del tuo ADC, calcoli l'ENOB della tua acquisizione reale e vedi qual è lo scarto, ossia quanto hai "peggiorato" le performances ideali dichiarate dal costruttore.

Certo, misurare l'ENOB di una catena di conversione non è proprio semplicissimo, ti serve un generatore sinusoidale ad alta purezza e devi fare delle analisi spettrali. Ma qui bisogna intendersi: o ti interessa

*veramente* scoprire la bontà della tua catena, oppure di fatto non ti interessa granché e allora ti basta il valore RMS e picco-picco del rumore. :)

In un laboratorio ben climatizzato può anche essere un ragionamento sensato, ma nel mondo reale?

--
Fletto i muscoli e sono nel vuoto.
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dalai lamah

Il 27/07/2011 21:55, dalai lamah ha scritto:

Yep. Ma come valore è decente oppure fa schifo? Giusto per capire :)

Interessante.

Direi che mi basta l'RMS ;)

Anche. Se parliamo di strain gauge il riscaldamento del sensore causa il riscaldamento del materiale sul quale è incollato con conseguente dilatazione e variazione della misura.

Ciao e grazie! Marco

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Marco Trapanese

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