Всем привет !

Сделал диктофон на microSD карточке , и STM32L151
Обнаружил, что в аудио записи шум в последнем 8ом разряде АЦП, втакт записи на карточку.
На плате цифровая и аналоговая земля не разделены, но весь нижний слой - шина земли почти без разрывов.

Поэкспериментировал :
1) Вместо микрофона припаял делитель 1К/1К + конденсатор на землю. Получил результат АЦП 0x80 , и втакт записи карточки результат на время становится 0x7F
(как будто "провисло" опорное напряжение)

2)Замкнул вход АЦП на аналоговый вход питания МК . Получил результат АЦП 0xFF , и втакт записи карточки результат на время становится 0xFE

3)Разрезал слой земли, всю аналоговую землю собрал проводами в одно место, подключал к разным местам общей земли. Ничего не меняется.

4)Ставлю параллельно SD карточке(она основной потребитель) конденсатор от 10uF до 1000uF . Ничего не меняется

5)При АЦП 12 бит эффект такой же , только не в одном последнем бите а в нескольких.

Вопрос :
Как вообще такое возможно, что вход АЦП замкнут на опортное напряжение проводом длинно 3см , и АЦП не всё время выдаёт 0xFF ?
Может , это внутренний глюк процессора ? Когда он начинает что-то делать и больше потреблять , значения АЦП плывут ?

Пока мы земли ПРАВИЛЬНО не разделили - огребали по полной программе =(
Мы теперь ставим 2 источника - для аналогового и цифрового питания - иначе чувствительность не выжать.
Как далеко источник питания от платы? На сколько он мощный (тока то хватает) ?
Фотка сего девайса бы то же не помешала.

Там li-ion аккумулятор. Аналоговое и цифровое питание сделано через разные стабилизаторы на MAX888х.
Но фокус-то в том, что сколько не меняй всё что вокруг процессора - помеха остаётся как есть с точностью до бит .

Карточка может ОЧЕНЬ много жрать. У нас логгер даже сбрасывался- не хватало стабилизатора с пиковым током 350ма.
Посмотрите, КАК идет питание карточки.
Очень может быть что оно проходит "через" процессор (у него много земляных ног,) и создает падение напряжения на внутренних проводниках, что как бы "подбрасывает" землю опорника или измерителя.

Аналоговое питание используется как опора?

Да, в этом МК нельзя подругому.

Источник с хорошим PSRR на аналоговое питание, и померить внутренний референс или температуру.

Источник с плохим PSRR + конденсатор на 1000мкф , при том что ток потребления аналогового питания 400мкА не то же самое ?

А импульсный ток заряда? Во сколько раз больше?
Возможно фильтр с большой постоянной до источника полезен будет.

При помощи лезвия сделал так что процессор теперь сидит на куске металла, соединённом с остальным металлом в одном месте. Теперь ток через процессор точно не течёт . И ничего не изменилось.



Поставил перед источником резистор 1К , и картина шумов сильно изменилась. По всей видимости, источник питания MAX8881EUT25 начинает "подбрасывать" свой выход когда на его входе сначала
падает а потом обратно возрастает. Спасибо !

У нас приблизительно такая же картина планируется. Только схему заканчиваем. Хотим из STM32F100V8 (с отдельной опорой) выдавить точность не хуже 1%. Я так понимаю что последних 2 бита 12-тибитного АЦП будут шуметь в любом случае? Или если с землей грамотно обойтись и с раздельным (здоровым ) питанием то лучше будет? Еще есть вопрос по опоре - присмотрели вот такую LM4040AIM3-2.5. Есть у кого опыт использования шунтов в таких условиях?

Еще у нас с общим входным питанием не все просто. 14 вольт получается с флайбека. Иголки лезут до 100 милливольт после всех фильтров. Потом стоит степдаун на 5 вольт CS51411. Первая мысль была с него наделать 3.3 вольта для питания цифры и аналоговой части. Почитал все что выше и теперь думаю что надо LDO ставить сразу с 14 вольт и видимо не одно, а друг за другом пару чтоб все иголки удавить. Или может фильтр какой нибудь LC или что-то аналогичное?

Ну что за ересь...

Разберитесь, как правильно осциллографом пользоваться.
Станьте скопом на землю. Убедитесь, что видите опять же иголки 100 милливольт.
Подумайте, откуда они там. И ЕСТЬ ли они там на самом деле.
А уж потом стройте гирлянды стабилизаторов.

Подсказка: на маленькой макетке сделайте на подходящем операционнике усилитель с Ку=20-50, запитайте его от батарейки и заэкранируйте. его входы подключите локально короткими проводниками к земле и к измеряемой цепи РЯДОМ. К выходу этого усилителя подключаете скоп. Смотрите. Анализируете. Говорите "аааааааааа".

За совет и подсказку в принципе спасибо, попытка была неплохая.... Но к сожалению я знаю как мерить пульсации. И опять же к сожалению они там есть. Но чтобы развеять Ваши сомнения расскажу подробнее. Делитель на щупе ставится 1:1. На кончик щупа одевается спецательная пружина - контакт земли. Расстояние между сигнальной иглой щупа и концом заземляющей пружины - 4 мм. Поэтому на земляном крокодильном конце ничего лишнего не наведется - его просто нет. Измерения проводятся на керамическом конденсаторе, стоящем параллельно низкоимпедансному электролиту. Если такого объяснения не хватит - могу приложить фото, но пожалуйста поверьте я сражаюсь не с фантомами.
Флайбек дает 2 напряжения 16 вольт и 14 вольт. 14 вольт используется для отдельно гальванически изолированной схемы. Стабилизация напряжения происходит по другому плечу - 16 вольт. Конструкция флайбека не обсуждается - он не идеален, но другого сейчас нет мы будем стараться жить с таким.

Если Вы сильны в борьбе с подобными шпильками - расскажите как извести их для малопотребляющей схемы.

А сколько же у Вас до фильтров пульсации? 10В? Попробую угадать, осциллограф у Вас цифровой.

Я сейчас уточнил - померил еще раз. Это не иголки а нормальная такая пила. Фильтр у нас простой совсем: обмотка, диод, 47 uF керамика, дроссель, низкоимпедансный 220uF электролит, 1uF керамика. Вот на последней керамике я эту пилу и наблюдаю. Осциллограф у меня INSTEK GDS-820C действительно цифровой. На двух плечах блока питания нагрузка меняется. Иногда включается и молотит GPRS но к счастью на другом плече. Вот там от GSM иголки. На этом плече таких пиков не бывает. Потребление возрастает сравнительно плавно. С этого плеча снимается до 4 ватт.