как выжать максимальную точность из АЦП? Опции

[Склихасовский]

Люди скажите,
какие способы обеспечения точности существуют
Я вот тут делал вольтметр до 10 вольт
и сравнивал показания с точным тестером..
брал максимальное значение ацп гдето около 1000
и вычислял коэффициент..
но все равно где то на 5 вольтах получалось вранье...
Расскажите, как можно свести к минимуму вранье ацп?
тут где то видел что лучше непользововаться встроенным опроным источником
но пробывал и так, и и через тл432, все равно врет..
тут чтото не линейно с самим ацп....

[arttab]

обратитесь к первоисточникам _datasheet,
у АЦП есть и ошибка измерения (0.5bit?) и нелинейность характеристики. Результат и от входной цепи зависит. О оверсемпинге почитаайте (в апликейшенах) если разрядности не хватеет.
Можно и в настройках ошибиться: повышенная частота преобразования, не тот опорный источник....

[Склихасовский]

ну а как нибудь своими словами можно рассказать..
как именно это на практике делается?

[Kuzmi4]

ну в 2-х словах - просто меряеш не 1 раз а 256 и потом рез сдвигаеш на 8, но это хорошо для медленно меняющихся систем.А для быстрых - тут уже аналоговый тракт и все премудрости...
И если не трудно можете описать что за ацп, опорный и какая ошибка всё таки??

Сообщение отредактировал Kuzmi4 - Feb 27 2007, 15:18

[Склихасовский]

да усреднение у меня как раз 256...
а измеряю постоянное напряжение от регулируемого стабиллизируемого блока питания..
я просто только учусь и вот хотелось бы узнать все тонкости...
опорное TL432 (2,5в) ошибка имеено нелинейность ацп...
когда больше показывает когда меньше...
не всмысле что дрыгается значение а например на 5,00 вольтах показывает 4,87, а на 6,00в показывает
6,07в..
вообщем чтото в этом роде...

Сообщение отредактировал Склихасовский - Feb 27 2007, 15:52

[slog]

Прочитай AN на сайте атмела:

AVR120: Characterization and Calibration of the ADC on an AVR
This application note explains various ADC (Analog to Digital Converter) characterization parameters and how they effect ADC measurements. It also describes how to measure these parameters during application testing in production and how to perform run-time compensation.

AVR121: Enhancing ADC resolution by oversampling
This Application Note explains the method called "Oversampling and Decimation" and which conditions need to be fulfilled to make this method work properly to get achieve higher resolution without using an external ADC.

[Склихасовский]

ну и что нового?
я практически и делал как в 120
только смещение начальное не вводил
вроде как не увидел что есть погрешность - ну по крайне мере на конкретном чипе...
я может не так выразился, но мне кажется то что калибровка даже как в 120 или то что делал я не серьезна...
поэтому и хочется узнать и иных методах калибровки...

Сообщение отредактировал Склихасовский - Feb 27 2007, 16:27

[anpilog]

А вычитываете Вы одно и то же?
Или значения постоянно скачут?
Если скачут - скорее всего проблема в шумах питания и земли.

Вообще хороше было бы туда осцилографом тыкнуться.

[Склихасовский]

сначала значения прыгали немножко, но
ткнул осцилографом на питание, вход ацп, опорник
обнаружил, что опорник шумит
после долгого перевода с англицкого описания на тл, понял в чем дело....
теперь все ок - данные вообще не дрыгаются.

Сообщение отредактировал Склихасовский - Feb 27 2007, 17:05

[anpilog]

то есть - проблема решена?

[Склихасовский]

так и не решена...
я хотел сказать что данные получаю стабильные...
а нелинейность все таки есть
я тут начал переводить АН120
там сказано про дифференциальную нелинейность
вот очень похоже на мой случай, а о конкретных методах
как это фиксить ни слова...

[Stanislav]

Люди скажите,
какие способы обеспечения точности существуют
Я вот тут делал вольтметр до 10 вольт
и сравнивал показания с точным тестером..
брал максимальное значение ацп гдето около 1000
и вычислял коэффициент..
но все равно где то на 5 вольтах получалось вранье...
Расскажите, как можно свести к минимуму вранье ацп?
тут где то видел что лучше непользововаться встроенным опроным источником
но пробывал и так, и и через тл432, все равно врет..
тут чтото не линейно с самим ацп....

Используюте поиск по форуму, тема уже обсуждалась.
Посмотрите, например, вот эту:
http://electronix.ru/forum/index.php?s=&am...ost&p=69716
(пост #31), и ещё, пожалуй, эту:
http://electronix.ru/forum/index.php?s=&am...ost&p=86050

[Склихасовский]

ой как все сложно....
:-)
кто нибудь на пальцах бы объяснил..
апроксимация сплайны полиномы...
я только школу в этом году заканчиваю :-)

[Dog Pawlowa]

ой как все сложно....
:-)
кто нибудь на пальцах бы объяснил..
апроксимация сплайны полиномы...
я только школу в этом году заканчиваю :-)

Тогда может не нужно это? Меряет - хорошо? Чего взрослых дядек напрягаешь, если полиномы не учил?!
Обычно нужно понять причину нелинейности и формулу составить с учетом параметров, вносящих искажения - высокое выходное сопротивление источника, несоответствие опоры, и проч. Тогда по нескольким точкам можно эти параметры рассчитать и использовать в уточненных расчетах.
Успехов

[Artur Nikitin]

я хотел сказать что данные получаю стабильные...

Каким образом вы добились стабильности данных? Когда я мерил значение при помощи АЦП atmega163 и непрерывно выводил их на экран, у меня скакало до 80 миливольт (например, 1488, 1425, 1476, 1412...). Метод снятия я использовал довольно банальный: находил среднее арифметическое 5 замеров. Вопрос остается все тот же, как стабилизировать данные? Подобные скачки ой как не нужны.

[bzx]

я хотел сказать что данные получаю стабильные...

Каким образом вы добились стабильности данных? Когда я мерил значение при помощи АЦП atmega163 и непрерывно выводил их на экран, у меня скакало до 80 миливольт (например, 1488, 1425, 1476, 1412...). Метод снятия я использовал довольно банальный: находил среднее арифметическое 5 замеров. Вопрос остается все тот же, как стабилизировать данные? Подобные скачки ой как не нужны.

А что бы не скакало напряжение, возьми в качестве входного источника более стабильный источник, например, обычную батарейку или аккумулятор. У них собственные шумы низкие. Если будет продолжать скакать - поменяй опорный источник.

[anpilog]

Чаще всего подобные скачки вызваны качеством схемы и стабильностью самого сигнала.
Например, если вы меряете что-то на другом конце платы и дорожки у вас при этом довольно тонкие (ИМХО менее 0.2-0.3) у вас на них такие наводки и мусор наберутся 8)
Все таки АЦП это измериловка и подходить к ней надо соответственно.

[demaven]

ой как все сложно....
:-)
кто нибудь на пальцах бы объяснил..
апроксимация сплайны полиномы...
я только школу в этом году заканчиваю :-)

а на пальцах это будет слишком по-детски, а Вы, уважаемый, человек уже взрослый и ставите перед собой взрослые вопросы. 10-битный АЦП - это точность измерения 0.1 процента. При входном напряжении 10 вольт это дает нам как минимум 10 мВ, так что разница в показаний в 20 мВ вполне законна и с ней бороться бесполезно, точности это не добавит. И это только от АЦП. К этому необходимо добавить шум от опорного, наводки на проводниках и прочая неучтенка. Усреднение показаний не может повысить аппаратную точность, оно может только снизить случайную погрешность. И вопрос, каким прибором пользовались для поверки? Класс точности прибора-поверителя должен быть выше ожидаемой точности по крайней мере вдвое. Приборы класса 0.05 процента обычному смертному недоступны, стоят как автомобиль, причем хороший, а много циферок на цифровом вольтметре - это от лукавого, мол, смотри, как точно меряю.

[Stanislav]

...Усреднение показаний не может повысить аппаратную точность, оно может только снизить случайную погрешность...

Всё-таки может. При наличии шума с экв. амплитудой ~1 ЕМР усреднение даёт уменьшение дифф. нелинейности АЦП, следовательно, уменьшает его ошибку.
Кроме того, при достаточном количестве усредняемых отсчётов уменьшается ошибка дискретизации.
Интегральная же нелинейность при этом остаётся неизменной.

[aleksey_g]

Я бы сказал так:
Если полностью доверять своему вольтметру, и если добились не прыгания
показаний, и если неточность измерений линейна (заметьте сколько если!)
то результат перед выводом на телевизор апроксимируется так: Y=aX+b
Меряете показания на минимальной напруге и на максимальной.
Решаете систему из 2-х уравнений. Вычисляете коэффициенты а и b.
Х это показания АЦП. У-результат на телевизор.
И по этой формуле отчитываетесь об измеренной величине.
Это очень упрощенно и с учетом всех если (а может и не всех...).

[Dog Pawlowa]

...Если полностью доверять своему вольтметру, и если добились не прыгания
показаний, и если неточность измерений линейна (заметьте сколько если!)
то результат перед выводом на телевизор апроксимируется так: Y=aX+b

Линейной формулой компенсировать нелинейность ?
Можно, конечно, но даст результат только на небольшом участке.
Для компенсации нелинейности и формула должна быть нелинейной.
Например, такой: Y=aX+bXX+C (полином, кстати )
Или такой: Y=aX+1/bX+c.

Для выбора формулы лучше понять причину нелинейности, но я уже повторяюсь, кажется....

Когда передирали один голландский прибор, с физикой не разбирались, сняли характеристику и аппроксимировали полиномом 4-го порядка : Y=aX+bXX+cXXX+dXXXX+e. Результат был неплохим

[aleksey_g]

Линейной формулой компенсировать нелинейность ?

Об нелинейности конкретного разговора не было. Было завышение в одном диапазоне и занижение в другом.
И это одно из "если". А про степень полинома говорить школьнику, который просит обьяснить "на пальцах", согласен, нужно, и если разберется, то результат будет очень неплохим, но я так понял, у него с этим напряженка!
Но пусть дерзает. Дорогу осилит идущий.

[demaven]

...Усреднение показаний не может повысить аппаратную точность, оно может только снизить случайную погрешность...

Всё-таки может. При наличии шума с экв. амплитудой ~1 ЕМР усреднение даёт уменьшение дифф. нелинейности АЦП, следовательно, уменьшает его ошибку.
Кроме того, при достаточном количестве усредняемых отсчётов уменьшается ошибка дискретизации.
Интегральная же нелинейность при этом остаётся неизменной.

сколько раз не измеряй длину стола линейкой с сантиметровыми рисками, измерить с точностью до 3 мм не получится, так что кол-во замеров уменьшить аппаратную ошибку НЕ МОЖЕТ. Только случайную, не оттуда начал мерять, не так посмотрел, електроны не туда побегли в этот момент времени и т.д. Все эти флуктуации выбираются усреднением, но ошибка квантования не уменьшается

[Rst7]

При наличии шума с экв. амплитудой ~1 ЕМР усреднение даёт уменьшение дифф. нелинейности АЦП, следовательно, уменьшает его ошибку...

сколько раз не измеряй длину стола линейкой с сантиметровыми рисками, измерить с точностью до 3 мм не получится...

В том то и дело, что получится. Если вы будете каждый раз устанавливать линейку так, чтобы край стола попадал не точно на 0 линейки, а имел случайный разброс в диапазоне от 0 до 1 см, то в итоге l=(l1+l2+...ln)/n-0.5 и с точностью выше чем 1см.

PS Для понимания замените случайную состовляющую на пилу с амплитудой 1уе и намного медленней, чем выборки АЦП.

[Stanislav]

При наличии шума с экв. амплитудой ~1 ЕМР усреднение даёт уменьшение дифф. нелинейности АЦП, следовательно, уменьшает его ошибку...

сколько раз не измеряй длину стола линейкой с сантиметровыми рисками, измерить с точностью до 3 мм не получится...

В том то и дело, что получится. Если вы будете каждый раз устанавливать линейку так, чтобы край стола попадал не точно на 0 линейки, а имел случайный разброс в диапазоне от 0 до 1 см, то в итоге l=(l1+l2+...ln)/n-0.5 и с точностью выше чем 1см...

Можно даже вычислить число "pi" с помощью линейки, иголки и теории вероятностей.