| |
|
  |
 АЦП |
|
|
|
|
 Feb 20 2007, 00:26
|
дятел
Группа: Свой
Сообщений: 1 681
Регистрация: 13-05-06
Из: Питер
Пользователь №: 17 065
|
Цитата(xemul @ Feb 19 2007, 21:45)  У меня нет уверенности в логике работы мультиплексора и УВХ.
Если обновление ADMUX из временного регистра происходит только по первому перепаду 0/1 такта АЦП (в соответствии с картинками), и это единственный строб на запись в ADMUX, и одновременно УВХ переключается в режим выборки, то действительно на установление напряжения на Сувх остается только 1.5 такта АЦП. ИМХО, именно так, 1,5 такта на установление напряжения на Сувх Цитата Но тогда непонятно, чем вызван запрет на запись в ADMUX (точнее, временный регистр) в течение первого такта. С относительной асинхронностью АЦП и неопределенностью, был ли уже первый перепад 0/1? А кто Вам сказал что АЦП работает асинхронно ? Он как раз и тикает синхронно с процом(с учетом прескейлера) начиная с момента когда Вы его включили записью ADEN. (сам только что это понял  ) И именно по этому, после записи в ADSC нужно выждать не менее 1 такта ADC для того чтобы преобразование гарантированно началось на нужном канале. А уже после этого, когда началось преобразование можно менять ADMUX как хочешь. Переключение на новый канал произойдет только в начале нового цикла преобразования. А насчет временных расчетов RC-цепочки, я думаю что нужно ориентироваться не на 100 кОм и 14 пФ как у них на картинке а просто брать свое выходное сопротивление и С=14 пФ не зря же они написали: The ADC is optimized for analog signals with an output impedance of approximately
10 kΩ or less. If such a source is used, the sampling time will be negligible. If a source
with higher impedance is used, the sampling time will depend on how long time the
source needs to charge the S/H capacitor, with can vary widely. The user is recommended
to only use low impedant sources with slowly varying signals, since this
minimizes the required charge transfer to the S/H capacitor.Опять же смотрим раздел Electrical Characteristics ADC Characteristics Clock Frequency 50 - 1000 kHz RAIN Analog Input Resistance 55 - 100 MΩ так что, ИМХО, 1..100 кОм - это относится к Вашему входному сигналу типа, берите в этом диапазоне, но лучше меньше 10 кОм Осталось только понять, как поведет себя ADC, если после 1,5 такта на выборку резко поменять сигнал на ножке которая подключена к ADC. Но тут похоже даташит нам не дает четкого ответа и выяснить это можно только экспериментом...
|
|
|
|
|
|
|
|
Feb 20 2007, 11:46
|
nofb
Группа: Свой
Сообщений: 430
Регистрация: 18-05-06
Из: Москва, Зеленоград
Пользователь №: 17 218
|
Цитата(KIG @ Feb 17 2007, 19:10) Подскажите, пожалуйста, что измеряет АЦП: полное напряжение или его активную составляющую? Цитата(SasaVitebsk @ Feb 18 2007, 20:05) В данном случае речь не идёт о частоте сигнала. Здесь никому и в голову не придёт обрабатывать сигнал с периодом сопоставимым с временем обработки АЦП! Но ведь сигнал может быть очень низкой частоты при этом иметь большое значение dU/dT. Например трапециевидным с с большим коэффициентом нарастания и спада. И человек боится что большая скорость нарастания сигнала повлияет на точность измерения. На сколько я понял вопрос в этом. И теорема котельникова в данном случае исполняется, а пиковый детектор здесь не пришей к кобыле хвост. Плюс ко всему Вы неверно интерпретируете сам сигнал. Не зависимо от теорем и критериев он ВСЕГДА ПЕРЕМЕННЫЙ. Его можно назвать постоянным лишь условно. И если подать его непосредственно на АЦП, то это будет правильно! Так и делается в 90% случаев. Если же такое подключение обеспечивает ошибки, то надо выбрать другую элементную базу или применить какую-то промежуточную схему. Например ту, что вы предлагаете. Но это не норма, а, скорее, исключение (если рассматривать именно временной аспект) Теперь по поводу сути вопроса. В принципе всё уже аргументировано написано. АЦП в AVR (да ив большинстве других однокристалок) имеет в своём составе устройство выборки/хранения. Как правило, запоминание сигнала осуществляется за 1-2 такта АЦП(Примем 1). Поскольку само измерение осуществляется от 13 до 25 тактов(Примем 13), а частота сигнала выбирается по теореме Котельникова раз в 5-10 ниже времени преобразования (давайте примем 5), то время запоминания сигнала составляет 1/(13*5) = 0.01538. В это время, - сигнал - фактически усредняется. Выводы. 1) Оценить максимальную крутизну Вашего сигнала. 2) Более точно расчитать время зоны усреднения с учётом режима измерения 3) Оценить возможность искажения сигнала в зоне усреднения 4) Оценить возможность корректировки данного вида искажения сигнала если сигнал периодический После этого принимать последующие решения. Всё это уже описано другими в данном топике, просто пытаюсь обобщить, так как именно я почему-то выбран для атак. Вообще говоря хочу заметить, что все мои высказывания относительно того - соблюдается ли критерий Найквиста были гораздо раньше, нежели были оглашены частота дискретизации и характер сигнала на входе АЦП. Поэтому вопрос о том "А что измеряет мой АЦП" из разряда "сколько снежинок в снеге на улице" Разговоры о действующем значении напомнили мне рассуждения делитанта, который думает о возможности измерения быстро меняющихся сигналов медленным АЦП, и надеится получить действующее значение... встречался с такими, именно поэтому задал ссответсвующий вопрос. Если же сигнал действительно медленно меняющийся - разговоры о действующем значении - разговоры ни о чем. Не хотел никого обидеть... Вопросы надо формулировать корректно. 
--------------------
Это не то что вы подумали ...
|
|
|
|
|
|
|
|
Feb 20 2007, 13:54
|
nofb
Группа: Свой
Сообщений: 430
Регистрация: 18-05-06
Из: Москва, Зеленоград
Пользователь №: 17 218
|
Цитата(Сергей Борщ @ Feb 20 2007, 12:16) я только недавно понял что правильный ответ - АЦП измеряет мгновенное значение напряжения. Именно! Но только при условии соблюдения вышеописанного критерия
--------------------
Это не то что вы подумали ...
|
|
|
|
|
|
|
|
Feb 21 2007, 22:07
|
Группа: Свой
Сообщений: 1 928
Регистрация: 11-07-06
Пользователь №: 18 731
|
Цитата(singlskv @ Feb 20 2007, 00:26) Цитата(xemul @ Feb 19 2007, 21:45)
У меня нет уверенности в логике работы мультиплексора и УВХ.
Если обновление ADMUX из временного регистра происходит только по первому перепаду 0/1 такта АЦП (в соответствии с картинками), и это единственный строб на запись в ADMUX, и одновременно УВХ переключается в режим выборки, то действительно на установление напряжения на Сувх остается только 1.5 такта АЦП.
ИМХО, именно так, 1,5 такта на установление напряжения на Сувх Цитата Но тогда непонятно, чем вызван запрет на запись в ADMUX (точнее, временный регистр) в течение первого такта. С относительной асинхронностью АЦП и неопределенностью, был ли уже первый перепад 0/1? А кто Вам сказал что АЦП работает асинхронно ? Он как раз и тикает синхронно с процом(с учетом прескейлера) начиная с момента когда Вы его включили записью ADEN. (сам только что это понял ) И именно по этому, после записи в ADSC нужно выждать не менее 1 такта ADC для того чтобы преобразование гарантированно началось на нужном канале. А уже после этого, когда началось преобразование можно менять ADMUX как хочешь. Переключение на новый канал произойдет только в начале нового цикла преобразования. Вы таки не понимаете моих непоняток . Варианты: 1) канал не переключался. Когда вход будет подключен к УВХ? Только при старте следующего преобразования? 2) канал был переключен после окончания преобразования, но до запуска следующего. Вопросы те же. 3) канал был переключен во время преобразования. Это единственный случай, когда я уверен, что обновление ADMUX произойдет только при запуске следующего преобразования. Но вот куда будет (и будет ли) подключено УВХ до запуска? По поводу относительной асинхронности. Имелось в виду, что событие, запускающее преобразование, может быть асинхронным, и, по-видимому, именно между возникновением этого события и собственно запуском не должна выполняться запись в ADMUX. Цитата А насчет временных расчетов RC-цепочки, я думаю что нужно ориентироваться не на
100 кОм и 14 пФ как у них на картинке
а просто брать свое выходное сопротивление и С=14 пФ На картинке "Analog Input Circuitry" непонятный резистор изображен между ключом УВХ и Сувх, так что его очень сложно посчитать за выходное сопротивление внешней схемы. Цитата Осталось только понять, как поведет себя ADC, если после 1,5 такта на выборку
резко поменять сигнал на ножке которая подключена к ADC.
Но тут похоже даташит нам не дает четкого ответа и выяснить это
можно только экспериментом... Это как раз меньше всего беспокоит. Пролезание входного сигнала на Сувх в режиме хранения будет определяться качеством ключа УВХ, и здесь что-либо изменить не в наших силах с экспериментами или без. А вот эксперимент для разборки с ADMUX и УВХ я, наверное, проделаю. Vref = Vcc, ADC0 = 0 В, ADC1 = Vcc. Fadc = {50 кГц, 100 кГц, 200 кГц, 400 кГц}. Vcc = {1.8 В, 3.3 В, 5 В}. Для всех сочетаний Fadc и Vcc нужно будет снять 100-1000 отсчетов по каждому каналу примерно следующим образом if(!ADSC) {Переключаем канал, ждем 10 мкс, ADSC = 1}. Результат буду сливать в комп для удобства анализа. Ы-ы-ы, пора домой валить, а то ведь закроют до утра . Это не все, что хочется проделать. Завтра допишу, а если успею, то и проверю.
|
|
|
|
|
|
|
|
 Feb 21 2007, 23:30
|
nofb
Группа: Свой
Сообщений: 430
Регистрация: 18-05-06
Из: Москва, Зеленоград
Пользователь №: 17 218
|
Цитата(Stanislav @ Feb 21 2007, 20:33) Цитата(gormih @ Feb 20 2007, 13:54) Цитата(Сергей Борщ @ Feb 20 2007, 12:16) я только недавно понял что правильный ответ - АЦП измеряет мгновенное значение напряжения. Именно! Но только при условии соблюдения вышеописанного критерия Простите, но Вы не правы. А предыдущий пост Сергея Борща - совершенно правильный. От соблюдения критерия Найквиста работа АЦП не зависит - он вообще ничего не подозревает об этом критерии. Ага .. от соблюдения закона Ома тоже ничего не зависит в электронике, и вообще тока нет, женщина не человек, курица не птица. Продолжаем в том же духе. Давайте я подам на атмеловский АЦП 2.4 ГГц ... Будете уверять меня, что он будет мерить мнгновенное значение напряжения? Извеняюсь, но это маразм...
--------------------
Это не то что вы подумали ...
|
|
|
|
|
|
|
|
Feb 22 2007, 01:17
|
Знающий
Группа: Свой
Сообщений: 543
Регистрация: 22-10-05
Пользователь №: 9 984
|
Народ ,о чем спор, Просто нужно было попробовать, я например пробовал пустить частоту на вход более 250кгц - у меня АЦП не схавал-выдавал ФФ. в режиме 200kSPS 5v-Aref
|
|
|
|
|
|
|
|
Feb 22 2007, 01:28
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 2 712
Регистрация: 28-11-05
Из: Беларусь, Витебск, Строителей 18-4-220
Пользователь №: 11 521
|
По поводу критерия Найквиста и прочих фундаментальных законов, необходимость соблюдения которых очевидна для любого, - никто не спорит.
Теория - это хорошо! Она помогает разобраться в деталях работы. И это уже расписано донемогу.
Когда вы спрашивали про подходы, я отметил - как поступил бы я - именно как разработчик.
1) Давайте учтём, что встроенный АЦП - достаточно слабенький по точности.
2) Давайте учтём также примерную длительность в % относительно предполагаемого периода следования сигнала (чёткого описания входного сигнала я пока не увидел) Расчёт в моём предыдущем посте.
Исходя из вышеперечисленного определить расчётным путём погрешность вносимую НЕМГНОВЕННОСТЬЮ АЦП, на мой взгляд не представляется возможным. Определить эту погрешность экспериментальным путём можно только в случае привязки к фазе сигнала и определения положения выборки относительно фазы сигнала. При условии его предсказуемости и периодичности.
Учитывая качество встроенного АЦП - я бы не стал этого делать. В крайнем случае можно попробовать оценить величину этой погрешности. О чём я и написал.
Если же это представляет проблему, - повторяю ещё раз - стоит перейти на другую элементную базу.
Так, - один раз пришлось ставить внешний 16-ти битный АЦП, развязывать питание и термостатировать. Результирующая повторяемость получилась в пределах 3 единиц. Сам не ожидал. На встроенном АЦП - нормальным решением является хорошая фильтрация-усреднение и табличная корректировка точности.
Поэтому та погрешность о которой ведётся речь на мой взгляд серьёзно не усугубит и за основу стоит брать мгновенное значение. А то, что у вас не бъётся значение с измеренным - всётаки следует отнести на банальную суммарную неточность измерения.
|
|
|
|
|
|
|
|
Feb 22 2007, 09:52
|
Знающий
Группа: Свой
Сообщений: 709
Регистрация: 3-05-05
Пользователь №: 4 693
|
Цитата(gormih @ Feb 21 2007, 23:30) Ага .. от соблюдения закона Ома тоже ничего не зависит в электронике, и вообще тока нет, женщина не человек, курица не птица. Продолжаем в том же духе.
Давайте я подам на атмеловский АЦП 2.4 ГГц ... Будете уверять меня, что он будет мерить мнгновенное значение напряжения? Извеняюсь, но это маразм... Чушь какая...Образцово-показательная...Мерять он ничего не будет. Только старик Найквист тут не при чём. У АЦП есть масса параметров, но нет ни одного, связанного с тем славным именем. Открою страшную тайну: есть целый класс АЦП, предназначенных для оцифровки сигналов, с частотой, большей Фдискр. Прецтавляете, какой ужос!!!
|
|
|
|
|
|
|
|
 Feb 22 2007, 12:47
|
nofb
Группа: Свой
Сообщений: 430
Регистрация: 18-05-06
Из: Москва, Зеленоград
Пользователь №: 17 218
|
Цитата(mse @ Feb 22 2007, 09:52) Цитата(gormih @ Feb 21 2007, 23:30)
Ага .. от соблюдения закона Ома тоже ничего не зависит в электронике, и вообще тока нет, женщина не человек, курица не птица. Продолжаем в том же духе.
Давайте я подам на атмеловский АЦП 2.4 ГГц ... Будете уверять меня, что он будет мерить мнгновенное значение напряжения? Извеняюсь, но это маразм...
Чушь какая...Образцово-показательная...Мерять он ничего не будет. Только старик Найквист тут не при чём. У АЦП есть масса параметров, но нет ни одного, связанного с тем славным именем. Открою страшную тайну: есть целый класс АЦП, предназначенных для оцифровки сигналов, с частотой, большей Фдискр. Прецтавляете, какой ужос!!! Целый класс АЦП в AVR микроконтроллерах ??? Ссылочку дайте. Или так, "для понта" сказали - чтобы рот заткнуть. Я конечно замолчу, но только потому, что разговаривать с Вами не о чем. Это бесполезно, как я вижу. Для начала научитесь корректно ставить вопросы, а уж потом затыкать рот. Так вот, подайте на АВРовский ацп сингал с частотой выше 1 МГц, и посмотрим что из этого получится... Что Вы получите на выходе измерителя? Просто проведите такой эксперимент, если не верите мне на слово - Вы получити совсем не то, в чем усиленно пытаетесь меня и всех окружающих убедить. Сигнал не будет соответсвовать тому что на входе. Это и есть следствие критерия Найквиста.
--------------------
Это не то что вы подумали ...
|
|
|
|
|
|
|
|
Feb 22 2007, 13:38
|
Знающий
Группа: Свой
Сообщений: 709
Регистрация: 3-05-05
Пользователь №: 4 693
|
Цитата(gormih @ Feb 22 2007, 12:47) Целый класс АЦП в AVR микроконтроллерах ???
Ссылочку дайте.
Или так, "для понта" сказали - чтобы рот заткнуть.
Я конечно замолчу, но только потому, что разговаривать с Вами не о чем. Это бесполезно, как я вижу.
Для начала научитесь корректно ставить вопросы, а уж потом затыкать рот.
Так вот, подайте на АВРовский ацп сингал с частотой выше 1 МГц, и посмотрим что из этого получится... Что Вы получите на выходе измерителя? Просто проведите такой эксперимент, если не верите мне на слово - Вы получити совсем не то, в чем усиленно пытаетесь меня и всех окружающих убедить. Сигнал не будет соответсвовать тому что на входе. Это и есть следствие критерия Найквиста. Да, именно, чтобы заткнуть ;О). А то наговорите глупостей ещё. Бо Найквист со своими тезисами и полоса пропускания входного тракта АЦП, суть вещи из разных опер. Не связанные друг с другом НИКАК. И никто мне не запретит оцифровать сигнал в полосе 5-6кГц частотой дискретизаццыи 2кГц, и получить метрологицкий результат. А то, что 1МГц синал умрёт в тракте с полосой 15-20кГц и соответствующем УВХ, заслуги мистера Найквиста нет. Он писал про другое. Перечитайте первоисточники. ;О)
|
|
|
|
|
|
|
|
 Feb 22 2007, 14:07
|
nofb
Группа: Свой
Сообщений: 430
Регистрация: 18-05-06
Из: Москва, Зеленоград
Пользователь №: 17 218
|
Цитата(mse @ Feb 22 2007, 13:38) Цитата(gormih @ Feb 22 2007, 12:47)
Целый класс АЦП в AVR микроконтроллерах ???
Ссылочку дайте.
Или так, "для понта" сказали - чтобы рот заткнуть.
Я конечно замолчу, но только потому, что разговаривать с Вами не о чем. Это бесполезно, как я вижу.
Для начала научитесь корректно ставить вопросы, а уж потом затыкать рот.
Так вот, подайте на АВРовский ацп сингал с частотой выше 1 МГц, и посмотрим что из этого получится... Что Вы получите на выходе измерителя? Просто проведите такой эксперимент, если не верите мне на слово - Вы получити совсем не то, в чем усиленно пытаетесь меня и всех окружающих убедить. Сигнал не будет соответсвовать тому что на входе. Это и есть следствие критерия Найквиста.
Да, именно, чтобы заткнуть ;О). А то наговорите глупостей ещё. Бо Найквист со своими тезисами и полоса пропускания входного тракта АЦП, суть вещи из разных опер. Не связанные друг с другом НИКАК. И никто мне не запретит оцифровать сигнал в полосе 5-6кГц частотой дискретизаццыи 2кГц, и получить метрологицкий результат. А то, что 1МГц синал умрёт в тракте с полосой 15-20кГц и соответствующем УВХ, заслуги мистера Найквиста нет. Он писал про другое. Перечитайте первоисточники. ;О) Здесь как бы форум по мк AVR. Что такое критерий Найквиста мне хорошо известно - он говорит о потере данных на АЦП в результате наложении частоты дискретизации на полезный сигнал. Так вот, дорогой товарищ затыкатель ртов - то что Ваш сигнал с частотой дискретизации 1 МГц будет измерен неверно - одной из основной причин тому является не полоса пропускания УВХ (это как бы само собой), а именно тот самый критерий найквиста. Советую перечитать не только определение, но и сами выкладки, которые под это определение были сделаны - полное математическое обоснование. Тогда Вы поймете, что потери при оцифровке не менее значительны, чем потери на УВХ. Потеря информации о сигнале подразумевает именно потерю о том самом напряжении, которое Вы так хотите измерить, и математика Вам совершенно четко объяснит. Сейчас Вы наверное начнете спорить, что из математических выкладок следует потеря гармоник сигнала, НО значение напряжения обусловленно иммено суммарным действием всех этих гармоник.
--------------------
Это не то что вы подумали ...
|
|
|
|
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|
