Предложите способ борьбы с дифф нелинейностями АЦП, методы борьбы с инт - дифф нелинейностями Опции

[Kovrov]

обычно я делаю калибровочную таблицу на 32 замера, потом все хозяйство апроксимирую
но че то надоела мне эта кусочная апроксимация?
что скажете коллеги?
может по коэфф усиления скажем точках 3х?
не мало?

[GxOST]

Кусочная аппроксимация - это когда на каждый кусок своя функция подбирается? Ну есть ещё сплайн-интерполяция, там ничего вручную не надо подбирать...

Хотя я сам в derive извращаюсь (т.к. это происходит очень редко) - подбираю функцию под исходный график, а потом derive вычисляет обратную к ней - получается корректирующая функция

[Stanislav]

обычно я делаю калибровочную таблицу на 32 замера, потом все хозяйство апроксимирую
но че то надоела мне эта кусочная апроксимация?
что скажете коллеги?

А АЦП сколько-разрядный? Если больше 5, то компенсацию дифф. нелинейности по 32-м точкам произвести не удастся. С дифф. нелинейностью можно попробовать бороться путем подмешивания в сигнал шума с эфф. значением > ~2 ЕМР и оверсэмплинга с последующим прореживанием. Шум желательно иметь внеполосный, т.е., не перекрывающийся с полезным сигналом в спектральной области..

Количество к-тов для полиномиальной компенсации инт. нелинейности зависит от ее характера для конкретного АЦП и должно определяться индивидуально. Иногда производитель указывает типовую нелинейность АЦП, что является хорошей отправной точкой для его дальнейшего исследования.

[Kovrov]

Ну есть ещё сплайн-интерполяция, там ничего вручную не надо подбирать...

это что то из области кубические сплайны? если не ишибаюсь?
можешь напомнить что и как? или ссылочку?

Количество к-тов для полиномиальной компенсации инт. нелинейности зависит от ее характера для конкретного АЦП и должно определяться индивидуально. Иногда производитель указывает типовую нелинейность АЦП, что является хорошей отправной точкой для его дальнейшего исследования.

все это несколько сложно организовать для моих условиях
а насчет нелинейности у авр если не ошибаюсь +- 2 LSB объявили, а у меня почему то насчиталось уже 4-6
ацп как и у всех 10 бит

[GxOST]

это что то из области кубические сплайны? если не ишибаюсь?
можешь напомнить что и как? или ссылочку?

Да, это кусочная бикубическая функция, не имеющая разрывов в производной (т.е. гладкая), проходящая через заданные точки. Материалов море, например вот тут есть исходники на Си, а вот это - вроде бы то что надо в данном случае.

[Kovrov]

СПАСИБО!
это подойдет!!!

[Roma_te]

обычно я делаю калибровочную таблицу на 32 замера, потом все хозяйство апроксимирую
но че то надоела мне эта кусочная апроксимация?
что скажете коллеги?
может по коэфф усиления скажем точках 3х?
не мало?

А можно полюбопытствовать, каким образом Вы формируете 32 калибровочных напряжения, и оценивали ли Вы как их погрешность влияет на погрешность измерения.

[Kovrov]

с помощью прецизионного калиброванного цапа

[Roma_te]

с помощью прецизионного калиброванного цапа

А погрешность? Неужели Ваш ЦАП в сотни раз точнее чем нелинейность АЦП, который Вы хотите корректировать. Ведь погрешность ЦАП 32 раза входит в результат преобразования после коррекции.

[Kovrov]

почему в сотни то? +- 0,5 lsb 14 bit (цап) против 2lsb 10bit (ацп)- хотя 2мя лсб у меня и не пахло все было страшнее
для 10 бит более чем достаточно

Сообщение отредактировал Kovrov - Feb 10 2006, 14:24

[Stanislav]

...а насчет нелинейности у авр если не ошибаюсь +- 2 LSB объявили, а у меня почему то насчиталось уже 4-6
ацп как и у всех 10 бит

Нелинейность может возрасти, если использовать встроенный дифф. усилитель. Особенно это заметно на нижнем краю диапазона, если референс меньше AVCC, и на обоих краях диапазона, если референс равен AVCC.

ЗЫ. А как Вы измеряете нелинейность (в смысле методики)?

[Kovrov]

диапазона, если референс меньше AVCC, и на обоих краях диапазона, если референс равен AVCC.

ЗЫ. А как Вы измеряете нелинейность (в смысле методики)?

а вот это и есть самый больной вопрос..
и честно говоря я на нем только в самом начале останавливался
а метод простой с помощью самопального калибратора - вытаскивал все 1024 еденицы ацп и сопоставлял с калиброванными значениями в калибраторе.
потом честно говоря это все так надоело.....
это и навело на мысль о 32 значениях !!


а вообще, вы только не смейтесь, мне нужна точность в интервале от 0в до 320в до целого числа...
но в качестве исследования проводил вот описаную выще методику правда это было 2.5 года назад

[Roma_te]

почему в сотни то? +- 0,5 lsb 14 bit (цап) против 2lsb 10bit (ацп)- хотя 2мя лсб у меня и не пахло все было страшнее
для 10 бит более чем достаточно

Не достаточно поскольку после 32-ух измерений, за счет накопления погрешности ЦАП, его точность будет на уровне 9-ти бит. А если учесть и случайную погрешность АЦП, то такой метод приносит больше вреда чем пользы. Тоесть погрешность после коррекции будет не меньше чем до нее (а может и больше, надо считать).

[Kovrov]

а почему накопления погрешности?
у меня цап тоже калиброван уже на серьезной аппаратуре
и по 256 значениям..
а что вы можете предложить в свою очередь?

Сообщение отредактировал Kovrov - Feb 10 2006, 15:16

[Roma_te]

а почему накопления погрешности?
у меня цап тоже калиброван уже на серьезной аппаратуре
и по 256 значениям..
а что вы можете предложить в свою очередь?

Для использования встроенного АЦП (нелинейность 4-6 lsb при разрешении 10 бит) хватит 2 или 3 точки калибровки (по 50...100 измерений в каждой точке и усреднение) и апроксимация кривой 2-го порядка по методу наименьших квадратов. В этом случае, возможно, получится нелинейность на уровне +/- 2 lsb. Точнее - врядли возможно изза влияния дискретизации.
Или второй вариант - подключить внешний АЦП на 12 разрядов. Его ресурсов должно хватить с избытком.

[Kovrov]

как вы думаете выбирать эти 2-3 точки?

[defunct]

Я прошу прощения, а где вы прочитали о INL = 2LSB? Потому что перечитывая даташит наткнулся вот на что:

Absolute Accuracy: The maximum deviation of an actual (unadjusted) transition
compared to an ideal transition for any code. This is the compound effect of Offset,
Gain Error, Differential Error, Non-linearity, and Quantization Error. Ideal value: ±0.5
LSB.

PS: для вашей задачи (0..320В с точностью до целого), возможно подойдет Low-pass filter 1-го порядка + усреднение нескольких сделанных подряд замеров.

[Roma_te]

как вы думаете выбирать эти 2-3 точки?

Если 2 точки то 1/3 и 2/3 от Еref
Если 3 - то 1/4, 1/2 и 3/4 от Еref.

[Kovrov]

PS: для вашей задачи (0..320В с точностью до целого), возможно подойдет Low-pass filter 1-го порядка + усреднение нескольких сделанных подряд замеров.

у меня усреднение проводиться 16*64 раз
+ усреднение (конденсатор в обратной связи ОУ)
фильтр первого порядка что имеется в виду? на входе ацп?

тем не менее одной калибровкой не удается обойтись
причем в начале интервала заметно отставание, в конце опережение...
32 точки конечно спасают - но повторюсь, как то лениво..
действительно поробую использовать 3 точки калибровки но не с фиксироваными местами (1/2... 3/4 от реф), а как бы по адаптивному характеру, каждого мк индивидуально (вобщем есть кое какая мысль)
попробую на неделе...

[defunct]

у меня усреднение проводиться 16*64 раз
+ усреднение (конденсатор в обратной связи ОУ)
фильтр первого порядка что имеется в виду? на входе ацп?

да ФНЧ на входе АЦП.

тем не менее одной калибровкой не удается обойтись
причем в начале интервала заметно отставание, в конце опережение...
32 точки конечно спасают - но повторюсь, как то лениво..

То что Вы говорите весьма странно, INL у Atmel'овских АЦП лежит в пределах 0.5LSB, и на вашей задаче практически не должна сказываться. У меня, аналогичная вашей, задача (0..380В) решается с помощью ФНЧ с полосой среза ~100Гц и калибровочной таблицей из одного! элемента (1/2 Vref).. Усреднение произвожу по 16-ти точкам.. Оцифровываю с наибольшим значением прескейлера.

[Kovrov]

да INLу атмела 1LSB при номинальной скосрости конверсии..
только INL - это пол беды.
accuracy от 1,5 до 2,5 lsb - в идеале
я калибровку по макс значению давно уже не применяю - не доволен качеством результата!
а скольких знаков у вас калибровочное значение?

Сообщение отредактировал Kovrov - Feb 11 2006, 17:29

[defunct]

а скольких знаков у вас калибровочное значение?

сложно сказать (3-4 десятичных знака), используется целочисленная арифметика. 14-ти битное число - коэффициент домножения. При умножении 10-ти разрядного результата АЦП на этот коэффициент - получаю 24х разрядный результат у которого старшие 9 разрядов - это нормированное значение в вольтах от 0V до 511V. В качестве опорного "эталонного" напряжения можно использовать внутренний ИОН (Mux Vbg), но предпочитаю внешний калибровочный ЦАП.