Необходимо сделать цифровой вольтметр-амперметр для лабораторного источника питания.

В распоряжении имеется АЦП MX7705 (2-кан, 16-бит, сигма-дельта).

Измерять необходимо две величины:
1. 0-40 В (выходное напряжение)
2. 0-1,5 В (напряжение на шунте 0,47 Ом для измерения тока)

С программой контроллера я бы справился, а вот вопрос согласования АЦП с аналоговой частью БП для меня является проблемой.

АЦП имеет два дифференциальных входа AIN1-, AIN1+ и AIN2-, AIN2+. Как правильно работать с ними? До этого имел дело только со встроенными в AVR АЦП, которые не отличаются особой точностью.

Как правильно нормировать входной сигнал и согласовать БП с моим АЦП?

Заранее спасибо за ответы!

С напряжением все довольно просто - делитель до уровня диапазона входного напряжения АЦП.
С током несколько сложнее. У вас токовый шунт скорее всего не на "земляном" проводе, а на "выходном". В этос случай чтобы снять с него напряжение нужен дифф. усилитель. Но дифференциальный усилитель с допустимым синфазным напряжением более 40 В - изделие достаточно редкое. Поэтому нужены прецизионные делители или принципиально менять схемотехнику, чтобы шунт был в разрыве "земляного" провода.
Возможен еще вариант с отдельным питанием измерителя, при котором общий провод измерителя соединен с выходом источника.

MAX4081 спасет отца русской демократии Причем он не очень дорогой даже в "жадных" магазинах...

Токовый шунт как раз в земляном проводе. Вот схема БП:



(нажать для увеличения)

R7 - шунт 0,47 Ом

Я так понимаю, в этом случае задача упрощается? Очень надеюсь на вашу помощь!

И еще, пользуясь случаем хотел спросить, нормально ли, что выходное напряжение при токах около 1 А проседает на 20-30 мВ? Фильтрующий конденсатор у меня 4700 мкФ, трансформатор 50 Вт, все остальные детали соответствуют мощности.

Вот ссылка на проект этого блока питания: http://www.electronics-lab.com/projects/power/003/index.html

>И еще, пользуясь случаем хотел спросить, нормально ли, что выходное напряжение при токах около 1 А проседает на 20-30 мВ?

а это совсем другой вопрос - поясняю - вы где измеряете это напряжение? как далеко от нагрузки и тд....
понимаете куда я клоню? ....1A*20mOhm = 20mV

Так же в приведенной Вами ссыле есть сопряжение с самодельным вольтметром
http://www.electronics-lab.com/projects/test/022/index.html

А почему Вы решили выбрать именно этот АЦП? Ведь для управления им всё равно потребуется контроллер. Разве 10-разрядного встроенного АЦП недостаточно? Или выбирали бы тогда сигма-дельта с выходом на ЖКИ (как в мультиметрах).

Отвечаю по-порядку.
1. По приведенной мной ссылке действительно есть подобное устройство, я его даже собрал. Но меня не устроила его точность. На некоторых участках шкалы, значение напряжения отклоняется от истинного на 0,2 В. Да и ток как-то криво измеряется. Были бы исходники, можно было бы покапаться, а писать с нуля не хочется, т.к. я не очень верю в возможности втроенного 10-битного АЦП.

2. Именно этот АЦП лишь потому, что есть в наличии. Написать программу для контроллера не составит труда. Проблема в правильном согласовании АЦП с аналоговой схемой. Может быть продскажете где в электронном виде можно почитать про это?

Что может быть проще - подать на измеритель известное, контролируемое точным прибором, значение ? И убедиться, что программа измеряет и индицирует его правильно, либо, наоборот, неправильно ?

Возможности определяются в первую очередь разрядностью. Ясное дело, что 10 mV на 30-вольтовом диапазоне никак не получатся (а нужно ли ?). А вот разбить диапазон на два, до 10 и до 30V - легко (задействовав два входа ADC), и получить дискретность 10 и, на выбор, 50 или 100 mV (чтобы не мельтешили цифры). Что-то я сомневаюсь в актуальности задания напряжения с точностью лучше 0.1%.

Наверное, в даташите Какие проблемы ? Входное напряжение должно быть приведено к диапазону входных ADC. Усилить там, или, наоборот, поделить. Схема-то простая, и ток, и напряжение - однополярные, относительно одной общей "земли"...

Дык вроде сказали как сделать. Шунт на земле - значит все упрощается. MX7705 (это тоже что AD7705) допускает входное напряжение на любом из выводов прямо с нуля - значит скажем токовый AIN- на минус (до шунта), минус канала измерения напряжения - после шунта. Один положительный АЦП вход на шунт, второй с делителя с выхода. Еще понадобится источник опорного напряжения (скажем 2,5В) и питание 5В

rx3apf, Alex255, спасибо за ответы! Я примерно так себе все и представлял

А можно тогда еще вопросик - какой частоты кварц лучше всего взять? В даташите фигурируют значения 1 МГц, 4.9512 МГц, 2.4576 МГц. Что от этого будет зависеть?

И, пока не забыл, как повлияет на схему импульсный DC-DC преобразователь? ИОН справится с фильтрацией высокочастотных шумов от него? А то у меня после моста почти 40 В, линейными стабилизаторами столько не погасить - греются как печка. Собрал преобразователь на LM2576, интересно, можно ли им запитывать АЦП.

Сообщение отредактировал Pavel V. - Feb 12 2007, 18:31

Как я понимаю, в первую очередь это влияет на характеристики фильтров. В данном случае, думаю, это непринципиально, достаточно выбрать просто низкую частоту среза. Если использовать что-то типа atmega48, можно и без кварца обойтись - использовать внутренее тактирование от RC, и отдать наружу тактировку 1 MHz.



Лучше точно не будет. Надо фильтровать. И в данном случае я бы полагаться на интегральные стабилизаторы (хотя тоже радости - импульсный, а за ним - линейный) не стал бы - обязательно до них еще и LC-фильтр (или хотя бы RC). Вариант: питание собственно измерительной и процессорной части (потребление которых незначительно) - линейным стабилизатором, а подсветку - да хоть на MC34063.

BTW, хочу отметить, что 7705 достаточно чувствительна к ВЧ-наводкам на входные ноги, у меня (на макете, правда, без специальных мер по развязке и экранировке) прикосновение к корпусу кварца вызывало изменение показаний, подключение щупа-иголки (этакой суррогатной антенны) к выходу осциллятора - аналогично. Кварц заземлил, а на входы поставил RC-фильтр (1K + 0.1 uF) в непосредственной близости от корпуса.

А как из контроллера вытащить этот 1 МГц при использовании внутреннего генератора? На АЦП, насколько я понимаю, нужно его заводить на вывод CLKIN?


Надо будет попробовать такой вариант, спасибо за идею!


Спасибо за рекомендации, я их обязательно учту!

Включив фьюз CKOUT и взяв сигнал с CLKO. Но это там, где есть такая опция. В восьмой меге ее нет. Да, на CLKIN.

В даташите на источник опорного напряжения (REF192) на выходе рекомендуется ставить танталовый конденсатор 1 мкФ. Это обязательное условие? Можно ли поставить обычный электролит и на что это может повлиять?