Тензомост+AD623+MCP3551, как избавиться от помех ? Опции

[bekor]

здравствуйте уважаемые..
имееться тензобалка с выходной амплитудой 3мВ (от электронных весов)
пытаюсь подключить ее через AD623 к АЦП MCP3551 (22bit DeltaSigma)
опорный для АЦП подаю 2.5В от TL431, знаю что слишком грубо но 15 бит чисто выжимаеться
остальные младшие разряды мусор
но проблема не в этом, проблема в том что на выходе AD623(усиление выставил 500) возникают какието шумы
амплитудой до 10-15 мВ и изза этого значение АЦП постоянно плавает тудасюда

подскажите пожалуйста как это лечиться

[lightport]

Без схемы трудно сказать что-либо определенное

Насколько хорошо стабилизировано питание тензомоста? Достаточна ли емкость фильтрующих конденсаторов на усилителе, правильно ли разведена аналоговая земля?

Отключи питание АЦП и посмотри не пропадут ли шумы на выходе усилителя.

[Пушкарев Михаил]

подскажите пожалуйста как это лечиться

Закоротить входы ИУ, если шумы исчезнут, поставить на входе фильтр в соответствии с рис. 43 справочного листа на AD623.

[bekor]

собрал фильтр в соответствии с рис. 43, непомогло

если коротить входы ИУ и оставить их в воздухе то шумы исчезают
но если посадить их на землю то шумы опять появляються
пробовал питать мость от батареек 2х1.5В, но непомогает
поставил нагрузочный резистор 1к от выхода ИУ на землю, тоже непомогло

АЦП невлияет на усилитель!

[sensor_ua]

А если коротить вход не отключая мост?
Похоже на то, что синфазное входное не в норме. Как если мост имеет начальное смещение. При таком усилении весьма близко. См. fig.20, fig.21

[bekor]

я пробовал в место тензомоста подключить просто мост из резисторов
у которово на выходе 1 - 2 мВ засчет расброса номиналов
картина неменяеться!
незначит ли это что мост тут невиноват ?

а как исправить этот синфазный ?

может лучше питать мость через резистор (с верху)?

Сообщение отредактировал bekor - Aug 5 2010, 08:15

[Alexashka]

пробовал питать мость от батареек 2х1.5В, но непомогает

Скорее ВСЮ схему запитать от батареек. Что у вас там еще кроме АЦП? Контроллер, USB шина->PC ?

Причина редактирования: Избыточное цитирование. Т

[bekor]

все еще бъюсь над этой проблемой,никак неполучаеться устранить причину возникновения помех..
подскажите пожалуйста что делать
данный с АЦП считываються контроллером АТмега16
на земле постаянно присутствует какойто стабильный синус частотой 16МГц и амплитудой 5мВ
это наверное от контроллера возникает..
может ли это быть причиной тех помех ??

p.s. земля анальной части раздельная и соединяеться с основной землей одной точкой

Сообщение отредактировал bekor - Oct 14 2010, 18:14

[domowoj]

http://eewiki.ru/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%BC%D...%82%D0%B2%D0%B0
Боритесь с землями.
Гальванически развязать АЦ часть от МК

[777777]

С такой схемой можно возиться очень долго. Помимо обычных для таких случаев проблем с землями будут еще проблемы с усилителем, дрейфом нуля, термостабильностью и т.д.

Надо ставить АЦП предназначенный для подключения к мостовым датчикам, например AD7730, он все проблемы решает сам.

Сообщение отредактировал 777777 - Oct 15 2010, 09:08

[Tanya]

но проблема не в этом, проблема в том что на выходе AD623(усиление выставил 500) возникают какието шумы
амплитудой до 10-15 мВ и изза этого значение АЦП постоянно плавает тудасюда

подскажите пожалуйста как это лечиться

А посчитать... Умножим плотность шума на 1000 и на 500... получится 17 милливольт... А фильтр (RC) на выход поставить?
Вам какая скорость нужна? Может, zero-drift?
Посмотрим на сдвиг и дрейф нуля... тоже прослезимся...
Ко всему прочему... нагружаться этот ИУ должен 10к и выше...

[bekor]

думаю проблема только в усилителе.

но ведь есть же способ как правильно юзать этот усилитель
незря же его разработали пиплы из аналог девайса...

осциллографом понаблюдал за картиной и выяснил что
там еше и кроме помех присутствуют очень низкочастотные скачки выходного напряжения ИУ
так вот именно в этих скачках вся проблема, а ВЧ помехи амплитудой 5-10мВ особо невлияют
на измерение,

напряжение на выходе както дергаеться сам по себе..
пару секунд может устойчиво держаться и вдруг скачки вверх или вниз
потом опять некоторый промежуток времени(от доли секунд до нескольких секунд) стабильно и опять скачки
и смещения

что за х**нь не понимаю

наверное есть какойто ключевой момент


ПЫСЬ. большая скорость ненужна
АЦП дает 12 измерений в секунду

Сообщение отредактировал bekor - Oct 15 2010, 19:56

[Пушкарев Михаил]

осциллографом понаблюдал за картиной и выяснил что
там еше и кроме помех присутствуют очень низкочастотные скачки выходного напряжения ИУ
так вот именно в этих скачках вся проблема, а ВЧ помехи амплитудой 5-10мВ особо невлияют
на измерение,

напряжение на выходе както дергаеться сам по себе..

Не связано ли наблюдаемое явление с наличием схемы выборки-хранения на входе АЦП. Что происходит на выходе ИУ при отключенном АЦП?

[sensor_ua]

а как исправить этот синфазный ?

я бы предложил запитать мост прямо от 5 В, а не от TL431

[Herz]

я бы предложил запитать мост прямо от 5 В, а не от TL431

Полагаю, будет только хуже.

[Tanya]

я бы предложил запитать мост прямо от 5 В, а не от TL431

Этот ИУ работает при входах ниже питания...
Сначала конденсатор побольше на TL431 и фильтр на выход поставить.
А потом... заменить его на зеро-дрифт.

[bekor]

убрал АЦП, ситуация неизменилась!
переключил питание моста на 5В, опять ситуация неизменилась и даже чуток хуже стало!
проверил с разными мостами, все одно и тоже!

Этот ИУ работает при входах ниже питания...

ИУ питаю от 5В а на входе нет ничего выше 5В

Сначала конденсатор побольше на TL431 и фильтр на выход поставить.

пробовал! если на выходе TL431 ставлю кондер то оно вместе с питаюшим резюком образует генератор пилы
и все хуже становиться..
мжет я неправильно вас понимаю

А потом... заменить его на зеро-дрифт.

можно поподробнее что это такое




да и еше пробовал коротить входы между собой неотключая мост,
от этого скачки неисчезли!!

[Tanya]

пробовал! если на выходе TL431 ставлю кондер то оно вместе с питаюшим резюком образует генератор пилы
и все хуже становиться..
мжет я неправильно вас понимаю

можно поподробнее что это такое

да и еше пробовал коротить входы между собой неотключая мост,
от этого скачки неисчезли!!

У TL431 есть область устойчивой работы. То, что у Вас нарисовано туда не попадает. См. даташит. Поставьте 1 - 10 микрофарад...
Зеро-дрифт (zero (-) drift) это усилители с автокоррекцией нуля. Вот, например, тут -
http://www.analog.com/en/amplifiers-and-co...ucts/index.html

[sensor_ua]

Этот ИУ работает при входах ниже питания...

Я смотрю на вышеуказанные графики допустимых соотношений входного напряжения и выходного и полагаю, что при заданном Ку синфазное напряжение может не соответствовать диапазону нормальной работы при том же описанном сигнале 2 мВ (кстати на схеме +-3 мВ, а swing до +0.01В). Посмотрите - выходное напряжение при заданном сигнале и выбранном синфазном напряжении находится примерно на границе допустимого. Правильно было бы питать и мост и подавать на вход опоры АЦП (лень смотреть DS на него - не знаю допустимых величин) эти самые 5 В (разве что зафильтровать). Если использовать те же 2.5 В, то можно в минус питания моста врезать резистор, чуток "приподняв" синфазное. Я топикстартеру предлагал для начала замкнуть выход моста и рассказать, что он видит, но в принципе, если не притянуть REF усилителя к опоре (всмысле выше земли), ничего хорошего в таком режиме на выходе ОУ не увидеть и потому я не стал настаивать.
И ещё, сама TL431 неплохо шумит в инфранизкочастотной полосе её для начала нужно шунтировать правильными емкостями, а указанных 0.1 мкФ просто недостаточно. Но топикстартер не рассказывал, что видит какие-либо биения по питанию моста, зато рассказал о шуме на выходе. Если при 5 В питании эти шумы пропадут, то будет понятно почему, если нет - значит причина не в этом. Есть ещё вероятность, что это просто АЦП периодично-хаотически отжирает по входу опорного некоторый ток, но только во время измерений, а они обслуживаются как-нибудь именно так же периодично-хаотически - напряжение на TL431 без правильных емкостей чуток уплывает, ну и следствие этого наблюдается.
И вааще, если смотреть на выход ОУ, то его сначала нужно отключить от АЦП и подгрузить на резистор, а щуп осциллографа брать только с делителем. Кроме того, если АЦП дельта-сигма или SAR, то перед входом нужна емкость (выбор величины отдельный вопрос), ну а с выхода усилителя небольшой резистор перед емкостной нагрузкой.
ЗЫ

переключил питание моста на 5В, опять ситуация неизменилась и даже чуток хуже стало!

Отрицательный результат это тоже результат. Щуп с делителем?

[Tanya]

...ну а с выхода усилителя небольшой резистор перед емкостной нагрузкой.

Не меньше 10 кОм. И конденсатор побольше - 10 Гц частота преобразования у автора.

[sensor_ua]

Не меньше 10 кОм. И конденсатор побольше

Ну зачем же так строго? http://www.cirrus.com/en/pubs/appNote/an31.pdf

да и еше пробовал коротить входы между собой неотключая мост,
от этого скачки неисчезли!!

Попробуйте отключить выход усилителя от АЦП и подключить вывод REF усилителя на опору. На выходе должно быть фактически 2.5В плюс усиленный сигнал. Если шума не будет, то значит, что у Вас сигнал около нуля или отрицателен, а Вы видите как ведет себя усилитель при попытках выдать менее 0.01 В.

[bekor]

ща попробую

[Tanya]

Ну зачем же так строго ? http://www.cirrus.com/en/pubs/appNote/an31.pdf

Нагрузка на ИУ должна быть не меньше 10 кОм. (ОНИ даже рекомендуют буфер ставить..) А после - конденсатор стоит. Надо же высокие частоты зарезать.
Но я не настаиваю...

[bekor]

пересадил ref усилителя на 2.5В
поставил электролит 10uF на TL431

но проблема все еше неисчезает...

[sensor_ua]

Нагрузка на ИУ должна быть не меньше 10 кОм

Извините, но мне кажется, что Вы что-то спутали. Для AD623 параметр Output Swing даётся для RL=10 kOhm и для RL=100 kOhm. А в типовых схемах нагрузку не показывают.

но проблема все еше неисчезает...

Щуп с делителем?

[bekor]

Щуп с делителем?

Нет,
просто шуп!
осциллограф С1-112

[Tanya]

Извините, но мне кажется, что Вы что-то спутали.

Редко. Но чаще, чем хотелось бы... А тут - нет.
The AD623 is designed to drive loads of 10 kΩ or greater. If
the load is less than this value, the output of the AD623 should
be buffered with a precision single-supply op amp, such as the
OP113. This op amp can swing from 0 V to 4 V on its output
while driving a load as small as 600 Ω. Table 7 summarizes the
performance of some buffer op amps

[sensor_ua]

Так попробуйте с делителем посмотреть. Или хотя бы через резистор 10к+

[Tanya]

просто шуп!

Поставьте хотя бы резистор на щуп.
А какое напряжение на выходе?

[sensor_ua]

А тут - нет.

Это примерно как тёплое с мягким попутать. Дают же ОНИ тестовые картинки при CL = 100 pF. Ну поставлю я последовательно со 100 пФ 1 кОм и не поставлю параллельно 10 кОм...
Не забыли бы ОНИ дать максимальную емкость нагрузки - было бы меньше вопросов.

[Tanya]

Это примерно как тёплое с мягким попутать. Дают же ОНИ тестовые картинки при CL = 100 pF. Ну поставлю я последовательно со 100 пФ 1 кОм и не поставлю параллельно 10 кОм...
Не забыли бы ОНИ дать максимальную емкость нагрузки - было бы меньше вопросов.

Кажется мне, что 100 pF на мегагерце больше 10 кОм...

[sensor_ua]

Кажется мне, что 100 pF на мегагерце больше 10 кОм...

Figure 32. Small Signal Pulse Response, G = 1, RL = 10 kΩ,
CL = 100 pF

[Herz]

Это примерно как тёплое с мягким попутать. Дают же ОНИ тестовые картинки при CL = 100 pF. Ну поставлю я последовательно со 100 пФ 1 кОм и не поставлю параллельно 10 кОм...

А, по-моему, тут (The AD623 is designed to drive loads of 10 kΩ or greater) всё вполне однозначно.

но проблема все еше неисчезает...

P.S. Автор, НЕ с глаголами пишется раздельно....

[Tanya]

Figure 32. Small Signal Pulse Response, G = 1, RL = 10 kΩ,
CL = 100 pF

И что? Это, наверное то, что можно себе еще позволить...

[sensor_ua]

А, по-моему, тут (The AD623 is designed to drive loads of 10 kΩ or greater) всё вполне однозначно.

С этим никто не спорит. Речь об этом http://electronix.ru/forum/index.php?showt...st&p=824753

Это, наверное то, что можно себе еще позволить...

Я считаю, что раз себе такое позволяет разработчик, то это можно себе позволить однозначно. Если при уже имеющейся резистивной нагрузке 10 кОм я последовательно с этим, предположим, конденсатором 100 пФ (подключенным параллельно нагрузке 10 кОм) с выхода поставлю 1 кОм, то хуже усилителю не станет. А если 1 Ом? - Тоже. Т.е. величина этого резистора может быть и меньше 10 кОм, и больше. Вы же утверждали, что оно должно быть не меньше. Другое дело, что далее Вы предполагали достаточно большую величину этого самого конденсатора и при 10 кОм такая схема действительно не вызовет проблем у усилителя. Большой же конденсатор на "нежном" входе может просто убить АЦП при выключении. Ну и для обеспечения собственно качественных измерений соотношения величин резистора-конденсатора важны. ИМХО, для источников сигнала с низким выходным сопротивлением (подобных усилителей) в общем случае лучше применять другие соотношения сопротивлений/емкостей (ближе к упомянутым в AN31). У Cirrus Logic (бывшей Crystal Semiconductor) были по этому поводу несколько AN. Жаль, что разработчики AD623 заботливо умолчали один из основных параметров. Вероятно, он достаточно плох.

[bekor]

Я реально запутался уже

что еше перепробовать немогу придумать.

резистор на шупе ничего не меняет!

[sensor_ua]

что еше перепробовать

На TL431 емкость уже вроде добавил(?). Замыкаем оба входа усилителя и вешаем на +2.5В, REF усилителя подключаем туда же, по питанию усилитель шунтируем конденсатором (прямо на ногах или ну очень близко), выход усилителя отрываем от АЦП. Наблюдаем красивые, такие же как на TL431, 2.5 В. Если не так, значит либо усилителю вход подпалил, либо с землями просто кошмар, либо у осциллографа проблемы.

[bekor]

sensor_ua выполнил все ваши указания, ситуация на выходе ИУ сушественно изменилась
но все же далеко от выхода TL431

[sensor_ua]

но все же далеко от выхода TL431

пока вопросики - чем питаем, соединена ли земля с осциллографом кроме как через щуп, относительно какой точки земли смотрим щупом?

[bekor]

схема питается от трансформатор=>диодный мост=>электролит=>7812=>7805
земляной крокодил осцилла цепляю к корпусу 7805

выкладываю плату в формате протеус, может чемто поможет..

Прикрепленные файлы

 Scale.rar ( 245.19 килобайт ) Кол-во скачиваний: 28

 

[_Pasha]

выкладываю плату в формате протеус, может чемто поможет..

А чего это Вы аналоговую землю (на 431) не довели? И вопрос, куда ее намерены подключать?
По поводу конденсаторов на TL431 - всегда ставил тантал 10мкф и параллельно 1мкф керамику. Проблем еще не встречал.

[bekor]

земля 431-а подключена к верхнему слою аналоговой земли просто
там на плате неполностью нарисован верхний слой (неподправленная версия)

[sensor_ua]

земляной крокодил осцилла цепляю к корпусу 7805

посмотрите, плз, на выходе усилителя сделав отвод земли для крокодила щупа от ноги минуса питания усилителя. а ещё посмотрите, плз, на выходе усилителя относительно его ноги REF. Также будет интересно увидеть относительно корпуса 7805 на аноде TL431 и на минусе питания усилителя (что же творится на земле).
ЗЫ. Протеус не у всех есть. У меня, в частности, его нет и не предвидится. ИМХО, информирование в форматах pdf, png приветствуется

[bekor]

посмотрел на выходе относительно земли ИУ и REF,
почти тоже самое что и относительно корпуса 7805 !
а на всех точках земли и на аноде TL431 относительно корпуса 7805
присутствует сигнал частотой примерно 15МГц и амплитудой 5мВ

конвертнул плату в ПДФ

Прикрепленные файлы

 plata.rar ( 106.67 килобайт ) Кол-во скачиваний: 34

 

[domowoj]

По схеме
Я бы запитал аналоговую часть от отдельного стабилизатора.

На печатке не видно место соединения аналоговой земли к цифровой

[sensor_ua]

Я бы запитал аналоговую часть от отдельного стабилизатора.

Поддерживаю. Например, LP2950 поставить в/возле аналоговой части.
Хотя после

посмотрел на выходе относительно земли ИУ

дело, думаю, скорее в

На печатке не видно место соединения аналоговой земли к цифровой

Равно не видно подключения к земле C5, C9.

[_Pasha]

Не кажется ли уважаемым, что соединяя минус 431-го, вход АЦП и минусы ОУ в цепочку, мы ухудшаем шумовые свойства, по сравнению с соед. звездой?

[bayguzov]

Несколько лет назад я использовал AD623 в схеме измерителя температуры. С однополярным питанием были проблемы с шумами, с двуполярным. небыло проблем. С причинами такой работы устройства я не разбирался, а в дальнейшем на той же плате с однополярным питанием ad627 работал без проблем.

Присоединяюсь к мнению, что для вашего устройства лучше подобрать усилитель с прерыванием.

[bekor]

на верхней стороне аналоговой части платы внутри квадрата в место пустоты присутствует земля
а подключается эта земля к обшей земле с низу одной точкой, просто на печатке этого невидно так как это
старая версия, исправленную версию не нашел под рукой

Несколько лет назад я использовал AD623 в схеме измерителя температуры. С однополярным питанием были проблемы с шумами, с двуполярным. небыло проблем. С причинами такой работы устройства я не разбирался, а в дальнейшем на той же плате с однополярным питанием ad627 работал без проблем.

Присоединяюсь к мнению, что для вашего устройства лучше подобрать усилитель с прерыванием.

а какие именно проблемы с помехами, ?
точно так как у меня ??

что такое усилитель с прерыванием ?

[sensor_ua]

что такое усилитель с прерыванием ?

Chopper Amplifier http://www.classes.ru/dictionary-english-r...-term-26792.htm
Chopper Stabilized Amplifier
http://www.analog.com/static/imported-file...ials/MT-055.pdf
http://focus.ti.com/general/docs/lit/getli...df&track=no

[bekor]

Кажецца я нашел где зарыта собака
сегодня поставил на входах ИУ по одному конденсатору 0.1мкФ
и о чудо!!! ситуация сушественно изменилась,
шумы и дергание почти на 90% уменьшились!

думаю наверное можно всетаки полностю исправить все
только вот наверное надо подобрать номиналы этих кондов
или еше чего там добавить...

что подскажете ?

всетаки хочеться полностью избавиться от этих помех

[Herz]

Так Вы вроде ставили на вход фильтр, не помогало. Вам, наверное, не ту картинку в даташите посоветовали, надо 45, а не 43. И ёмкости на порядок увеличить. Этого должно хватить.