Возникла довольно нетривиальная задача:
Оцифрить сигнал с максимально высокой точностью.

Полоса десятки герц, Временная стабильность десятки часов.
Эфф. Разрядность > 24.

Хорошо осознавая всю нетривиальность задачи прошу скромного совета:
Как поверить АЦП с эфф. разрядностью от 18 бит.
Какие посоветуете ЦАПы для DDS на эту разрядность
которые реально купить в Мsk за реальные деньги.

Кто нибудь что -то подобное делал.

Боюсь, что никак, особенно за реальные деньги. 18 бит- это 0,00019% погрешности только от квантования по уровню, если считать её как половину МЗР. Или, по другому- шаг квантования составит 38мкВ при опорном напряжении 10 В. К примеру, лучшие калибраторы вольтметров типа отечественного Н4-7 или импортного Fluk имеют погрешность порядка 0,001%. Н4-7 стоит примерно 400 000 р., а Fluk всего около 30 000, правда евро. Можно обратиться в институт метрологии им. Менделеева- у них госэталоны...А вообще, подобные вопросы здесь уже неоднократно поднимались, и периодически продолжают всплывать. Полезно было бы всегда предварительно элементарно посчитать, и не верить мифам, которые пишут в своих спецификациях нек. производители.

Начнем с того, что задача сразу делится на 2:
1) Опорное напряжение. Тут надо точно измерить, хотя на такой дискретности измерения как правило идет ратиометрическо измерение с калибровкой под измеряемые физические величины, ибо создать настолько точный источник опорного напряжения представляется очень сложным, пока на грани фантстики. Чтобы ответить на ваш вопрос надо знать больше о том, что вы собиретесь оцифровывать. В любом случае для опорника вы можете создать микроклимат чтобы исключить расплытие по температуре, остается тоько старение и шумы. Старение вас наверное не коснется, а по шумам - разводите правильно плату.
2) Характеристики АЦП. Тут уже легче. Но на такой дискретности саму большую погрешность вносят собственные шумы АЦП и всех близлежащих деталей, то есть надо пользоваться оверсэмплингом. Если полоса дестки герц, то вам наилучшим образом подойдет сигма дельта. Их прелесть в том что у них априори по конструкции заложена восхитительная линейность, которую доказывать зачастую и необходимости нет.

Если вы имеете ввиду собрать устройство и вы будете знать что там такая (точность - врядли) /(дискретность - вполне возможно) (это разные вещи). Поверить (гос. поверка или метрология) - практически невозможно ни в том ни втом варианте, либо будет стоить во много раз больше самого прибора.

Старение- главный враг прецизионных устройств. Все остальное ещё как-то поддается исправлению, хотя бы частично.Упомянутые калибраторы имеют заявленную точность только в течении 90 суток. после этого нужно их заново калибровать по высококлассному эталону вроде нормального элемента. С шумами тоже непросто- даже если вы все сделаете идеально, все равго останется шум Джозефсона, который реально будет превосходить шум квантования для этого случая. Правда, проблема решается усреднением по длительному промежутку времени, за счет быстродействия.




Их прелесть в том, что у они обеспечивают принципиальную монотонность характеристики, линейность зависит от многих конструктивных факторов и качества конкретного прибора, хотя, конечно,значительно выше, чем у приборов типа послед. приближения. Монотонность позволяет, в принципе, скорректировать характеристику, но тут опять проявляются ограничения, связанные с её временной стабильностью, т.е. то же самое старение.

Неаттестованный измерительный прибор- нонсенс, разве только вы сами его откалибруете по эталонам перед применением. Но и в этом случае вы хотя бы для себя должны убедиться в его стабильности хотя бы на время измерения. А это все возвращает нас к самому началу...

Согласен, хотя поверил автору что "Временная стабильность десятки часов."
Поэтому и было предположение, что его это не коснется.

А вот насчет монотонности тут да. Очепятался. Ее и имел ввиду.

Хотя по опыту, все шумы усреднением решаются вплоть до 22-23 бит без особых проблем.

да и на десятки часов ему врядли сделать удасться -если он только нормальный элемент не вставит вместо опорника...и то останется после усреднения шумов интегральная нелинейность (её нестабильность, я имею ввиду)

Ну нетривиальных задач тут сразу две. Одна - поверить, а другая оцифрить. У нас схожие проблемы. Начали работать с 24 разрядами АЦП. Слава богу, наше изделие не требует официальной документированной поверки. Однако, хотелось бы убедиться в заявленной точности. Вот тоже думаем: КАК? И приходим к выводу, что проще и дешевле поверить призводителю в его заявленные х-ки (в нашем случае это AD).

Тут небольшая описка - эффект Джозефсона - это про туннелирование сверхпроводящего тока через изолятор.
А про шумы - Джонсон говорил...
Видимо навеяно эталонами на основе эффекта Джозефсона...
Про стабильность... Как-то попалось описание 24 разрядного ЦАП. Так его бедного несколько месяцев в печке жарили и еще что-то подобное делали чтобы временной дрейф прикончить. И цена была соответствующая.

[quote]Tanya[/quote] Тут небольшая описка - эффект Джозефсона [quote]

Ага, когда сочинял это послание, руки чесались человека за СКВИД-ом направить, вот и напечатал автоматически. Спасибо за поправку.

[quote]SALOME[/quote] Начали работать с 24 разрядами АЦП. Слава богу, наше изделие не требует официальной документированной поверки. Однако, хотелось бы убедиться в заявленной точности. Вот тоже думаем: КАК? И приходим к выводу, что проще и дешевле поверить призводителю в его заявленные х-ки (в нашем случае это AD).

Это называется самообман. Метрология как раз и имеет в качестве основного постулата утверждение, что прибор имеет такую точность, на какую его аттестовали, или в какой убедились хотя бы для себя.
Вообще, как по вашему, почему западные фирмы (серьезные, разумеется) покупают только те приборы, вместе с которыми прикладывается пачка сертификатов? И почему серийные измерительные приборы, которые построены на основе тех же AD77xx, имеют гораздо более скромные характеристики точности? И сколько бы стоил AD77xx, если бы изготовители действительно проверяли все его метрологические характеристики, а не только дифф. нелинейность? Кстати, под таблицей основных параметров AD77xx есть куча интересных условий, при которых гарантируется то, или иное- например, "после рекалибровки" или "после калибровки в рабочем диапазоне температур" и т.п.

Для AD77xx, кстати, гарантируется только 24 разрядное "no missing codes", причем только для самых медленных режимов, о чем честно написано в документации. Вы попробуйте для начала разрешение в 19-20 разрядов, обещанное в паспорте, получить. Без требований к линейности. Вопросы сами и отпадут.

AD, в числе немногих, вообще говоря, достаточно честна в спецификациях- только нужно их читать полностью и внимательно, обращая внимание на условия гарантии тех или иных параметров. А вот в правом (или левом?) верхнем углу ДШ- это реклама.

У меня сильные сомнения, что это вообще можно сделать за разумные деньги. Если посмотреть на промышленные измерительные приботы (то есть когда производитель выдает метрологический сетрификат), то с разрядностью 25 бит (7 знаков) и более на переменное напряжение с временем измерения менее секунды - то по-моему таких нет.

С переменным током вообще плохо, особенно на низких (менее 60 Гц обычно) частотах. Здесь доступны эталоны не лучше нескольких сотых %. Если не брать во внимание высококлассные эталоны, работающие по определению- измеряющие выделяющееся на резисторе тепло. Самый точные доступные приборы на эти частоты- это стрелочные, а не цифровые, как ни странно, с классом не лучше 0,1. На более высоких частотах дело получше- но все равно, те же сотые %. 7 знаков, даже 6- это недостижимо и на постоянке, кроме как на госэталонах. 10^-5- точность дорогих калибраторов.

Кстати, производитель, как правило, сертификат не выдает. Его выдает организация, аккредитованная на это дело и имеющая соотв. лицензию, в нашей стране- Госкомитета по тех. регулированию (Госстандарт по старому). Нек. приборостроительные предприятия у нас имеют на это право.

 SNR.zip ( 44.96 килобайт ) Кол-во скачиваний: 173


Ну вот что дает КИТ для данного АЦП при замкнутом входе. По моему, не так плохо...Хотя может приданная оболочка врет?



Я думаю потому, что им не хочется таскаться по судам. Серьезные фирмы потом ПРОДАЮТ изделия. И им не хочется таскаться по судам, доказывая заявленную точность. С помощью сертификата просто переводят стрелки. У нас немного другая задача...

Сообщение отредактировал SALOME - Jun 25 2007, 04:16

Может быть, не совсем то, что Вам нужно, но, для информации, посмотрите, несколько приборов на 24 бита... тут же и есть некоторые выдержки из методики их поверки... (в описаниях *.PDF) и некоторые реальные характеристики...

http://www.rudshel.ru/production/data_acqu.../leonardo2.html

http://www.rudshel.ru/production/data_acqu.../la-i24usb.html

От себя добавлю, что собственно измерение и поверка - это относительные операции по сравнению с эталоном ... по выбору эталона - большая проблема... об этом уже сказано, но актуальна и задача "правильного" подключения , выбор материалов (пар материалов), симметрирование схемы, выбор точки защитной цепи и заземления.


...хотя в ГОСТе на АЦП до сих пор основные характеристики дифференциальная и интегральная нелинейность... существуют программы, которые на основе оцифровки качественного гармонического сигнала рассчитывают эти характеристики...