Проблемы с ЦАП-АЦП (Analog Devices) Опции

[meuf]

Задача:
Имеется 2 одинаковых отладочных стенда с МК ADUC847. (назовем их мк1 и мк2)
Необходимо соединить ЦАП мк1 с АЦП мк2 и ЦАП мк2 с АЦП мк1. То есть, получить замкнутую систему, имитирующую «объект»-«регулятор». (поэтому другие виды связи не рассматриваются)

Вот кусок схемы отладочного стенда


Проблема:
Если просто соединить ЦАП одного и АЦП другого – то все более-менее работает. Но если соединить вторую пару, то у одного из мк перестает функционировать АЦП.

вот такое вот соединение


Я понимаю, что, скорее всего, все делаю неправильно, но не знаю, как правильно(
Заранее спасибо за помощь.

[rezident]

У вас явно какой-то косяк с "землями". AGND должны соединяться между собой. Вы буфер в АЦП используете? Если да, то нужно еще и AINCOM задействовать. То бишь сигнал на AINx должен измеряться относительно AINCOM. Вообще у меня возникает сомнение, что в такой связке без гальванической изоляции можно что-то "удобоваримое" получить. У них ведь наверняка еще и по интерфейсу связи с ПК завязка образуется?

[meuf]

Если соединить между собой AGND, то один АЦП перестает работать. Буфер не использую, у АЦП настроена пара AIN1->AIN2.
И они между собой больше никак не связаны, только то, что я отметила на схеме.

Ваши сомнения относительно "получения чего-то удобоваримого" подтверждены практикой) ничего хорошего и не получается.

А как сделать гальваническую развязку?

Сообщение отредактировал meuf - Aug 26 2010, 19:10

[rezident]

И они между собой больше никак не связаны, только то, что я отметила на схеме.

А питаются киты от каких источников? Источники друг от друга изолированы? Связи с компьютером у этих плат нет никакой? Может назовете "имя" этих китов или ссылку на схему укажите?

[meuf]

А питаются киты от каких источников? Источники друг от друга изолированы? Связи с компьютером у этих плат нет никакой? Может назовете "имя" этих китов или ссылку на схему укажите?

Итак, это EVAL-ADUC847QSZ
схема

пусть вас не смущает в подписи "845". На оф сайте для 845, 847, 848 идут ссылки на одну и ту же схему.

вот отдельно контроллер

Насчет питания китов: у каждого свой адаптер, включены в одну розетку... ?
Связь с компом есть у одного через rs-232.

[rezident]

Насчет питания китов: у каждого свой адаптер, включены в одну розетку... ?

Адаптеры на базе импульсных AC/DC или линейных трансформаторов?

Связь с компом есть у одного через rs-232.

В схеме кита ни вижу преобразователей уровней для RS-232. Что используется для связи: преобразователь USB-COM или обычный COM-порт? При отключении от ПК тоже не работает? И в чем/как конкретно проявляется неработоспособность АЦП?

[meuf]

Адаптеры на базе импульсных AC/DC или линейных трансформаторов?

В схеме кита ни вижу преобразователей уровней для RS-232. Что используется для связи: преобразователь USB-COM или обычный COM-порт? При отключении от ПК тоже не работает? И в чем/как конкретно проявляется неработоспособность АЦП?

Адаптеры в комплекте шли, обычные AC/DC.

Использую обычный СОМ-порт, с этим проблем нет.

Вот картинки, иллюстрирующие работу ЦАП-АЦП. Первая - это примерно то, что и должно быть. Вторая - ничего не меняю, только соединяю GND.



А в теории все так просто... Одинаковые ЦАПы с диапазоном 0-2,5В, одинаковые АЦП запрограммированнные на диапазон 0-2,5В. btw, если не соединять земли, то у уровней GND будет разница примерно 2В.

p.s.
Я проверяю работу АЦП по тому, что вижу на мониторе. Но думаю, что СОМ-порт здесь ни на что не влияет.

В общем, у меня очень плохо с аналоговыми интерфейсами, так что вот.

Сообщение отредактировал meuf - Aug 26 2010, 21:30

[rezident]

Адаптеры в комплекте шли, обычные AC/DC.

Использую обычный СОМ-порт, с этим проблем нет.
...

Я проверяю работу АЦП по тому, что вижу на мониторе. Но думаю, что СОМ-порт здесь ни на что не влияет.

Могут быть причем и может влиять. В компьютерном БП есть сетевой фильтр, который соединяется с общим проводом. В AC/DC тоже может быть сетевой фильтр, а может и не быть, но наверняка имеются Y-конденсаторы, подключенные между первичной ("горячей") стороной и вторичкой. Естественно, что даже если бы во всех трех AC/DC (комповый и два адаптера) стояли конденсаторы одинакового номинала, то они все равно имели бы разброс. Из-за разброса емкостей возникают выравнивающие токи между землями устройств. Эти токи могут выпрямляться (в схеме китов есть диоды) и суммироваться, смещая допустимый для АЦП диапазон синфазных напряжений. Как самый простой способ проверки этой версии - запитайте временно обе платы от батареек. Каждую плату от своей батарейки или аккумулятора. Можно также, не подключая адаптеры к платам, померить ток (на переменке) между их минусами и между минусом адаптера и корпусом компьютера. Предполагаю, что величина его будет порядка 100-150мкА.

[meuf]

Как самый простой способ проверки этой версии - запитайте временно обе платы от батареек. Каждую плату от своей батарейки или аккумулятора.

Проверила. Подключила каждую плату к своей батарейке (и никакого подключения к компьютеру), между GND все равно разница в 2В.
Сама плата глючит?(

Результаты:
- Выходной диапазон ЦАПов 0...+5В
- (первая картинка) АЦП -2,5...+2,5, а также сдвинут на +2,5 (иначе вообще ничего не ловит)
- (вторая картинка) АЦП на 0....+2,5В, без сдвига.

[Verifi]

Проверила. Подключила каждую плату к своей батарейке (и никакого подключения к компьютеру), между GND все равно разница в 2В.
Сама плата глючит?

Не должно быть такой разницы между землями.Если комп не заземлён и нет соеденения земли источника питания платы и компьютера ,то ADUC убивается враз ,сам убил так три адука когда они только появились.А токи от конденсаторного делителя блока питания такие что выжигают светодиод включенный между землёй платы и корпусом компа.АДУК скорее всего придётся заменить,хотя может где косяк в плате-сопля при пайке?

Сообщение отредактировал Verifi - Aug 27 2010, 13:08

[rezident]

Проверила. Подключила каждую плату к своей батарейке (и никакого подключения к компьютеру), между GND все равно разница в 2В.
Сама плата глючит?(

Если вы при экспериментах еще не убили МК на какой-либо из плат, то рекомендую все же использовать буфер. Либо буфер в АЦП, либо буферный ОУ на выходе DAC. Первое предпочтительнее, но при таком использовании АЦП сдвигается нижняя граница диапазона его входных синфазных напряжений. Т.е. 0В на AINx относительно AGND уже подавать будет нельзя.

[alexPec]

Глубоко убежден, что когда одна плата генерит, а другая оцифровывает аналоговый сигнал, земли этих плат должны соединяться проводом, чем толще, тем лучше. Как можно че-то мерять когда разница между землями 2В???

Если я правильно понял, вы используете режим диф. входа на АЦП, тогда по моему надо сделать так:

1. Земли соединить обязательно!
2. Синфазный аналоговый вход соединить с выходом ЦАП и убедиться осциллографом, что на плате АЦП напряжение относительно земли платы АЦП меняется от 0 до Vref.
3. Противофазный аналоговый вход соединить (!) с серединой рабочего диапазона, то есть если Vref+ у вас 2,5В, Vref- = GND, то на противофазный вход надо подать 1,25В.

Картинка, на которой у вас код равен 0x1000 получается при соединении земель по-моему потому, что входной аналоговый буфер скорее всего некорректно работает, когда один из входов посажен на границу Vref, то есть в данном случае на GND. Сам всегда стараюсь к границам Vref ни в цапах, ни в АЦП не приближаться близко... Даже операционники rail-to rail не совсем rail-to-rail, сколько-то миливольт сверху и снизу до "rail" они не дотягивают...

Сообщение отредактировал alexPec - Aug 27 2010, 18:30

[meuf]

alexPec, rezident, Verifi спасибо за участие)

Конечно, у меня есть определенные сомнения насчет одного контроллера (верхняя картинка в предыдущем посте), почти наверняка я что-то с ним сделала не так.
Поэтому решила его проверить отдельно.

- выход ЦАПа на 0...2,5В
- вход АЦП на 0...2,5В
- по вашему совету не стала полагаться на обещанные rail-to-rail и немного уменьшила диапазон сверху и снизу.
- подключила ЦАП к АЦП

Судя по картинке, АЦП работает отлично, когда ЦАП попадает в его диапазон.



Может, какие-то неполадки в схеме питания самого стенда, а с контроллером все нормально? Тогда самое дешевое решение проблемы это "поднять" или "опустить" выходное напряжение на 2В, чтобы попадать в диапазон АЦП, да?

[alexPec]

Может, какие-то неполадки в схеме питания самого стенда, а с контроллером все нормально? Тогда самое дешевое решение проблемы это "поднять" или "опустить" выходное напряжение на 2В, чтобы попадать в диапазон АЦП, да?

Откуда опять 2В взялось? Вы земли соединили? Померяли разницу между землями плат? Должно быть 0.
В каком режиме работает АЦП, bipolar или unipolar? Если bipolar, разница между землями 0, тогда надо померять, что у Вас на противофазном входе АЦП - должно быть 1,25В, то есть Вы эти 1,25В должны подать туда. Если там не 1,25, тогда в режиме bipolar у вас как раз будет смещен диапазон. В режиме bipolar меряется РАЗНИЦА между AIN1 и AIN2. Вообще для верности желательно бы как-то померять разницу между этими входам - должна быть Ваша красивая пила.
Например померять осцилом AIN2 (относительно земли АЦП, пила должна быть), затем померять AIN1 (относительно той же земли, должен быть постоянный уровень 1,25В) и вычесть AIN2-AIN1 (разность не должна выходить за пределы -1,25..+1,25В). Можно поиграться напряжением на AIN1 - сигнал должен смещаться туда-сюда.
Да, еще не лишне было бы померять Vref- (должно быть ноль) и Vref+ (должно быть 2,5В усли я правильно думаю) относительно той же земли АЦП.

А подгонять цапом под диапазон АЦП, не разобравшись в причине - неправильно это. А если завтра не дай бог возмет и погорит все ни с того ни с сего. ДОЛЖНО РАБОТАТЬ КАК ПОЛАГАЕТСЯ, С УТРА ДО НОЧИ!!!

Сообщение отредактировал alexPec - Aug 28 2010, 06:26

[rezident]

- по вашему совету не стала полагаться на обещанные rail-to-rail и немного уменьшила диапазон сверху и снизу.
- подключила ЦАП к АЦП

Судя по картинке, АЦП работает отлично, когда ЦАП попадает в его диапазон.

Вы опять умалчиваете подробности Как именно подключили? В соответствии с первоначальной схемой? Буферы в АЦП или на выходе ЦАП использовали?

Может, какие-то неполадки в схеме питания самого стенда, а с контроллером все нормально? Тогда самое дешевое решение проблемы это "поднять" или "опустить" выходное напряжение на 2В, чтобы попадать в диапазон АЦП, да?

А товарищ осциллограф что показывает?
Опишу чем-то схожий случай. Коллега работал с аналогичным АЦП в C8051F350. Долго не мог понять откуда у него получается нелинейность на малых сигналах при использовании PGA больше 1. Оказалось, что без использования входного буфера в ADC сама PGA вкупе со смещающим по входу DAC давали небольшой вытекающий ток АЦП, которого хватало, чтобы смещать не очень низкоомный источник входного сигнала и тем самым вносить нелинейность. После использования внешнего буфера на ОУ (с двуполярным питанием) все пришло в норму. В этом случае можно было бы использовать и встроенный ОУ на входе АЦП, но коллеге неохота было смещать в плюс входной сигнал, чтобы привести его к допустимому входному диапазону синфазных напряжений.

[meuf]

alexPec, да ладно вам, мы живем в россии - все должно работать хоть как-нибудь))

А если серьезно, то вот:

Разница между китами как была 2В, так и осталось независимо от вида питания.

Последний экперимент (где красивая пила) проводился на одной плате, ЦАП мк подключался к его же АЦП (это не очень хорошо звучит, но это работает). Режим однополярный.

Если я соединяю земли обоих китов, то, конечно, разница между GND 0В, но первый АЦП не работает, точнее, работает, но из выходящей пилы (со второго мк) 0...5В он может уловить только участок 4,5....5В.
Насчет Vref- Vref+ они одинаковы на обоих китах 0...2,5, при общей земле между ними нет разницы.

Вы опять умалчиваете подробности Как именно подключили? В соответствии с первоначальной схемой? Буферы в АЦП или на выходе ЦАП использовали?

А товарищ осциллограф что показывает?
Опишу чем-то схожий случай. Коллега работал с аналогичным АЦП в C8051F350. Долго не мог понять откуда у него получается нелинейность на малых сигналах при использовании PGA больше 1. Оказалось, что без использования входного буфера в ADC сама PGA вкупе со смещающим по входу DAC давали небольшой вытекающий ток АЦП, которого хватало, чтобы смещать не очень низкоомный источник входного сигнала и тем самым вносить нелинейность. После использования внешнего буфера на ОУ (с двуполярным питанием) все пришло в норму. В этом случае можно было бы использовать и встроенный ОУ на входе АЦП, но коллеге неохота было смещать в плюс входной сигнал, чтобы привести его к допустимому входному диапазону синфазных напряжений.

Я умалчиваю только потому, что плохо в этом разбираюсь=) Посмотрела ещё раз - да, буферы используются. Схема подключения первоначальная.
А осциллографа дома нет, для девочки и вольтметр с паяльником дома иметь уже неплохо

Нашла решение проблемы)
Стала использовать не пару AIN1->AIN2, а пару AIN1->AINCOM. (а разве не должно быть разницы между независимыми каналами AIN1->AIN2 и псевдо-независимыми как AIN1->AINCOM?) - все работает отлично (при общей земле).
Использую то же самое опорное напряжение +2,5В, которое есть на стенде, AINCOM на землю, вывод AIN1 к соответствующему ЦАПу.

rezident, Verifi, alexPec - спасибо за поддержку!