Добрый день,

может есть красивое решение вот такой задачи. Задача постоянно снимать с нагрузок (Power LED) напряжение и ток. Сигнал должен быть принят многоканальным 16Bit АЦП (SAR с 100kSamle/Sec, 5В скала) на расстоянии 5 метров. Погрешность не более 1-2 LSB и полоса пропускания 20кГц . Есть особые требования к помехоустойчивости, так как вокруг много помех от станков.

Напряжение на нагрузке снимается дифференциально например AD620, ток с помощью усилителя шунта (тоже может быть AD620) переводится тоже в напряжение.
Токовую петлю для передачи не рационально делать на такое расстояние. Думаю оптимально по симметричной линии в АЦП. Не найду подходящий драйвер линии.
Так как питание нагрузки и сам АЦП находятся в одном корпусе исхожу из того что галв.развязка не нужна.
Если нагрузок несколько, например 4, тогда нужно 8 каналов. И все это на 8 витых парах в одном кабеле. На каждый канал по 2 инструментальника и еще дифф.ус накладно и громоздко

Подкинте идеек, будьте добры

Сообщение отредактировал Rockstein - Jun 8 2015, 23:55

Идей нет.
Ничего кроме а) коаксиал / витая пара или б) оцифровывать на месте и передавать в цифре человечество не придумало.

Если Вы опишите задачу в целом, как она есть, то быть может что-то подскажу. Например : зачем так точно измерять ток светодиодов ? Зачем измерять на них и ток и напряжение ? Если это всё в целях изучения параметров светодиодов, то почему кругом много станков, помех и провода тянутся на 5 метров, почему не сделан нормальный лабораторный стенд ?

источник сигнала дифференциальный, а вход на стороне АЦП?
если плата АЦП уже готова и сделать нужно на ней, то
посмотрите диф. драйверы АЦП и аудиосигнала, например LTC6362,SSM2142 схемы есть и на ОУ
добавдено
подобная схема встречается в DS на ОУ
Floating a Source Output

Сообщение отредактировал _Vova - Jun 9 2015, 06:13

Согласен, велосипеды придумывать не надо. Оцифровывать на месте и коаксиал отбрасывается. Почему, будет ясно из задачи, читайте ниже. Остается витая пара.


Начну по порядку
Речь идет о селекции светодиодов на производстве. При этом светодиоды не только электрически меряются, но и фотометрически (световой поток). Этот поток зависит от многих факторов. Назову в общих чертах: напряжение, ток, температура, стадия деградации. Напряжение напрямую, кажется даже линейно, зависит от температуры. Температура зависит от теплопроводности к радиатору (качество сборки). Вообщем нужно померять и то и то и по возможности меньше 1 промиль погрешности (но не железно).
К светодиоду подъезжает манипулятор и головка манипулятора контактирует с диодом и прижимает его к радиатору, который термостабилизирован криостатом и пельте. От головки идет трифлексная кабельная цепь, в которой идут кабеля и пневматика. В головку много не запихнешь, поэтому оцифровка на месте не подходит. Коаксиал, если брать отдельно 8 кабелей, то толсто для цепи, в одном кабеле экзотично. К тому же не знаю как в этом случае дела обстоят с возвратными токами через экраны. Ведь если их на массу повесить, то часть тока потребления будет тоже течь через них. Склоняюсь к варианту с витыми парами в одном кабеле и к симметричной линии. Ищу многоканальное компактное решение для драйверов. На приемной стороне проблем с метом нет.


Да, вход на стороне ацп тоже дифференциальный (может только псевдо). Планирую использовать готовый АЦП Вот этот. При необходимости можно к нему буферные ОУ прикрутить.
Я как раз в сторону аудио думал, но у тех что я смотрел смещение больше милливольта и дрейф. Еще интересует многоканальные диф драйверы.

Задача решается обыкновенным четырёхпроводным соединением — поскольку ток в цепи один и на внешней стороне требуется лишь измерить напряжение. Ну или двухпроводным — т.е. измерять сопротивление проводов, для чего на внешней стороне сделать какую-либо закорачивающую схему.

Но сперва Вам бы надо осознать политическую осмысленность затеи, а именно, хотя бы разобраться с ресурсами, потому что жалобы на накладность кучки трёхкопеечных деталек странно выглядят на фоне масштаба задачи.

Сообщение отредактировал Plain - Jun 10 2015, 20:56

Вот теперь можно подумать и что-то дельное подсказать.
Вопрос: почему полоса пропускания 20КГц ? Зачем так часто измерять параметры светодиода, разве они меняются во времени так быстро ? Полоса пропускания 1 гц или 0.1 Гц сильно упростила бы задачу.

250Khz это не полоса а частота с которой сэмпландхолд сэмплит. Она в зависимости от включенных каналов понижается. 10 Каналов уже 25кГц.
К сожалению нужно переходные процессы измерять. Собственно поэтому и оцифровка в головке не возможна.

если драйвер согласован по диапазону входных напряжений с АЦП, зачем буфер?
для дифсигнала лучше использовать экранированную витую пару, экран заземлить на приёмной стороне

Да, только это соединение в головке.



На счет заземления, тут мнения разные. Коненктного решения нет, нужно исходить из задачи. Может хватит одного экрана на все 8 витых пар.

микроконтроллер от ADI - "аналоговый микроконтроллер", со встроенным многоканальным сигма-дельта АЦП... все в одном флаконе... На или с АЦП SAR...
И это по объему почти то же, что и отдельный АЦП...

А вам много и не надо... ставите любой МК с многоканальным АЦП и с него шлете данные на обработку хоть через 5м, хоть через 10... В любом случае, не можете поставить прям на голову - ставьте в 30см от, т.к. усложнять себе жизнь передачей аналога на N метров не стоит...

Для того что бы сделать 8и канальный АЦП, нужна печатная плата размером 10*10 мм. Если очень постараться, то и ещё меньше.
Выбирайте вот тут подходящую микросхему, такую что бы было минимум обвеса и что бы слала готовые данные сама-собой по удобному Вам интерфейсу.
http://www.digikey.com/product-search/en?F...amp;pageSize=25
с ходу вижу 8 каналов 16 бит 250 КГц в корпусе 4*4 мм

Тогда тем более не понятно, чем Вы занимаетесь — если щупы уже четырёхпроводные, то задача решена и дело только за соответствующей износостойкости патчкордом.

Все было бы именно так, 4 провода, два для подачи тока, два для снятия напряжения. Но только вот на светодид подается ток с ШИМ и ток этот порядка 5А. Поэтому принял решение драйвер вмести с шунтом и с усилителем шунта в головку запихнуть, чтобы уменьшить длинну кабеля с шим.


Спасибо, это тоже вариант пустить ацп в фриранинг режиме, чтоб цифру все время гнал. Но:
1. с моим ацп я решу проблему за неделю, так как все уже готово и есть фреймворк. В Вашем случае нужен еще и интерфейс для ПК, который этот поток данных ловит и кладет на шину в ПК.
2. Если брать 100килосэмплов в сек. и 16 бит по последовательному интерфейсу это примерно 1,6 - 2МБОД. Какой интрефейс позволяет передавать на 5-7м? RS422? Ethernet?

А как на счет DRV135 от TI. Напрямую на дифф вход моего ацп паралельно с нагрузкой 600Ом-1кОм?

Сообщение отредактировал Rockstein - Jun 11 2015, 17:29

Для рассмотрения: для измерения напряжения на одном конце преобразуем напряжение в ток, на другом конце обратно ток в напряжение. Соотношение можно задавать резисторами R8, R1