Тестирую DAC в XMEGA, что происходит??? Опции

[zombi]

HELP!
Тестирую DAC в Atxmega128A1.
Вывожу синусоиду 1кГц оцифровка 22050Гц.
Опорное напряжение DAC - внутреннее 1.00V.
В режиме "Двухканальная работа (каналы 0 и 1 с выборкой хранением)".
В оба канала пишу одинаково.
Работаю только в старших 8-ми разрядах.
Запуск преобразования по событию (таймеру).
И наблюдаю осциллографом выход DAC (рис.1).
Всё вроде красиво.
Подключаю внешний УНЧ.
И слышу постоянный шипящий шум.
Начинаю рассмативать синусоиду (рис.2-3) и вижу постоянно присутствующие колебания на каждой ступеньке!
Рис.4 - это тишина так выглядит!
Что это за постоянный шум? как от него избавиться???

Эскизы прикрепленных изображений

 

[stalko]

Что это за постоянный шум? как от него избавиться???

Так УНЧ и шумит, возможно. Еще: Провода к УНЧу длинные? Попробуйте коаксиал хороший, ну или хотя бы максимально провода укоротите и можно свить их в витую пару.
P.S. Кстати, повнимательнее присмотрелся, у Вас и на первой картинке тот же шум, только УНЧ-ом не усиленный. Вы на AVCC какое напряжение подаете? VCC? Тогда его фильтровать нужно ОБЯЗАТЕЛЬНО!!!

[zombi]

Так УНЧ и шумит, возможно. Еще: Провода к УНЧу длинные? Попробуйте коаксиал хороший, ну или хотя бы максимально провода укоротите и можно свить их в витую пару.

Внешний унч это мс TDA7057AQ находящаяся на этой же плате и рассторяние проводника 3-4 см.
Предвидя следующий совет скажу: если вход унч отсоединить от выхода DAC и подключить к земле то никакого шума нет (точнее он есть но настолько слабый что меня не беспокоит).

P.S. Кстати, повнимательнее присмотрелся, у Вас и на первой картинке тот же шум, только УНЧ-ом не усиленный.

Все осцилограммы это выход DAC прямо на ноге процессора. УНЧ тут нипричем.

Вы на AVCC какое напряжение подаете? VCC? Тогда его фильтровать нужно ОБЯЗАТЕЛЬНО!!!

Питание на AVCC подаю согласно DS через ферритовую бусину.
Между каждым пином AVCC и землёй 100нФ и один общий конденсатор 10мкФ.
Хотя пробывал и без бусины и через просто резистор (от 5 до 30 ом ставил) результата никакого, кроме падения AVCC.

[stalko]

Все осцилограммы это выход DAC прямо на ноге процессора. УНЧ тут нипричем.

Пардон, неверно понял Ваши слова... На второй картинке просто развернутый сигнал, а я сначала подумал, что с УНЧа уже...
Пара дурацких идей с моей стороны:
1. Звон может быть как по питанию AVCC, так и по связанной с ним землей. Посмотрите осциллом, что делается между входной землей и "аналоговой" на проце. То же самое на AVCC уже после всех бусинок.
2. Бусинки все ж таки не лучший вариант, как показала практика. Я ставлю муратовские фильтры.
3. Сигнал по-любому хорошо бы "обкатать", так как не эти шумы, так шумы дискретизации будут иметь место быть. Поставьте перед УНЧ примитивный ФНЧ-шник. Понимаю, что Вы скажете, что лечим не причину, а симптоматику, и тем не менее...

Внешний унч это мс TDA7057AQ находящаяся на этой же плате и рассторяние проводника 3-4 см.
Предвидя следующий совет скажу: если вход унч отсоединить от выхода DAC и подключить к земле то никакого шума нет (точнее он есть но настолько слабый что меня не беспокоит).

Один вопрос: какой частоты вообще планируется гонять аналоговый сигнал через этот ЦАП?

[zombi]

Один вопрос: какой частоты вообще планируется гонять аналоговый сигнал через этот ЦАП?

Максимум хочу выводить оцифрованные мелодии с частотой дискретизации 44100 Гц.
Так что думаю 12-15 кГц максимум наверное.

[stalko]

Максимум хочу выводить оцифрованные мелодии с частотой дискретизации 44100 Гц.
Так что думаю 12-15 кГц максимум наверное.

Ну тогда, думаю, можно ФНЧ поставить перед ФВЧ, что уже наверняка у Вас стоит, как положено TDA-шке...
И еще дурная мысль возникла: а попробуйте один канал выключить (ВООБЩЕ) и гнать только, например, левый канал непрерывно... Ситуация, случаем, не изменится?

[zombi]

И еще дурная мысль возникла: а попробуйте один канал выключить (ВООБЩЕ) и гнать только, например, левый канал непрерывно... Ситуация, случаем, не изменится?

Неа ничё не меняется.

Понял свою ошибку.
Работал не в старших а в младших разрядах.
Приходилось громкость на унч поднимать чтобы чоть что нибудь услышать.
Переделал на старшие разряды. Громкость унч понизил и шумы тоже снизились до приемлемого уровня.
Всё поёт как надо.
Но получается что к младшим двум разрядам DACа доверия вообще никакого!

[stalko]

Но получается что к младшим двум разрядам DACа доверия вообще никакого!

Ну, к младшему никогда особого доверия и не было, в общем-то. А вот чтоб К ДВУМ... это грустно...

Сообщение отредактировал IgorKossak - Nov 27 2012, 07:49

Причина редактирования: избыточное цитирование

[vgo1]

С внутренним ЦАП-ом контроллеров я не работал но часто пользуясь их АЦП. Для понижения уровня шума, наводимого ядром контроллера, рекомендуется поставить контроллер в Idle mode. Может такой прием можно делать и при ЦАП?

[zombi]

Для понижения уровня шума, наводимого ядром контроллера, рекомендуется поставить контроллер в Idle mode. Может такой прием можно делать и при ЦАП?

Для АЦП может и можно Idle использовать, но для ЦАП вобще не представляю как это возможно.

Ну, к младшему никогда особого доверия и не было, в общем-то. А вот чтоб К ДВУМ... это грустно...

Похоже что вообще "шумят" все четыре младших разряда.
Пока что приемлемое соотношение звук/шум получился при работе только в 8-ми старших разрядах ЦАП.

[V_G]

Внешнюю опору не пробовали?
Хорошо отфильтрованную...

[zombi]

Внешнюю опору не пробовали?

Пока не пробывал. Думаю завтра поэкспериментировать.
Пока только заметил что при опорном внутреннем 1V шум меньше чем при опорном AVCC.

Хорошо отфильтрованную/...

Что значит хорошо отфильтрованную?
Какой фильтр посоветуете?

[V_G]

Что значит хорошо отфильтрованную?
Какой фильтр посоветуете?

Да просто большой конденсатор от опоры на аналоговую землю.
Я к тому, что шумы на выходе могут появиться не только от шумов собственно компонентов ЦАП, но и от шумов опоры, и прежде чем катить бочку на ЦАП, стоит убрать сопутствующие источники шумов. Там, правда, и питание, и разводка роль играют...
Ну, и вместе с осциллограммой сигнала наблюдать осциллограмму опоры.

[zombi]

Да просто большой конденсатор от опоры на аналоговую землю.

К сожалению у иксмег нет аналоговой земли.

[stalko]

К сожалению у иксмег нет аналоговой земли.

Есть подозрение, что есть... Та земля, что находится рядом с AVCC. А тот факт, что она так же помечена просто GND - ошибка описания... По-крайней мере я свою схему рисовал исходя их данного предположения.

[V_G]

По-любому хотелось бы видеть осциллограмму опоры относительно той же земли, что и зашумленные осциллограммы в начале топика (да, со сдвинутым в сторону младших разрядов выходом).

[zombi]

Есть подозрение, что есть... Та земля, что находится рядом с AVCC.

Предполагать то можно что угодно. Хочется уверенности.

А тот факт, что она так же помечена просто GND - ошибка описания...

Ничего себе, как Вы Atmel опустили.

По-крайней мере я свою схему рисовал исходя их данного предположения.

И какой результат? Есть ли разница считать земляные пины возле AVCC аналоговой землёй или нет? при том что все они звонятся с основной землёй.

Я к тому, что шумы на выходе могут появиться не только от шумов собственно компонентов ЦАП, но и от шумов опоры, и прежде чем катить бочку на ЦАП, стоит убрать сопутствующие источники шумов.

На AREFA питание подал через резистор 51 ом и конденсатор 470 мкФ на землю, результата ноль.
Шум такой же как и при работе относительно AVCC.

[stalko]

Предполагать то можно что угодно. Хочется уверенности.

Напишите в службу поддержки

Ничего себе, как Вы Atmel опустили.

Думаю, после той кучу косяков в их фреймворке, что я поправил, пока USB запускал, я имею на это некоторое право. Тем более, как по-Вашему: сказать, что они даже "чистой" земли не выделили на кристалле - это их не опустить?

И какой результат? Есть ли разница считать земляные пины возле AVCC аналоговой землёй или нет?

А вот на этот вопрос не могу ответить: завести-то я завел... а вот ни ЦАП, ни АЦП у меня в схеме не задействованы, на самом деле. Это я уж так, на всякий случай.

[zombi]

завести-то я завел...

Можете схему подключения предполагаемой AGND привести?

По-любому хотелось бы видеть осциллограмму опоры относительно той же земли,

Ch1-VCC
Ch2-AVCC
Ch3-AREF

Эскизы прикрепленных изображений

 

[V_G]

Так выходит, у вас уровень шумов с картинки в начале топика совпадает с уровнем шумов опоры?
Тогда какие претензии к ЦАП?

[stalko]

Можете схему подключения предполагаемой AGND привести?

Я пускал через муратовский фильтр от цифровой земли... Так же поступал и с AVCC

Ch1-VCC
Ch2-AVCC
Ch3-AREF

Мягко говоря грязное питание... Надо AVCC чистить однозначно. Те же муратовские фильтры питания - шикарная вещь в таких случаях. Предвидя вопрос какие, отвечаю: если надо, скажу завтра, на память не помню, а схемы все на работе. Вообще, лучше, чтоб питание сначала шло на аналоговую часть, а с нее уже - на цифру. При этом все равно развязанная фильтрами. Как навороченный вариант: независимые вторичники, но я этого не люблю, лично.

[zombi]

Те же муратовские фильтры питания - шикарная вещь в таких случаях. Предвидя вопрос какие, отвечаю: если надо, скажу завтра, на память не помню,

Ага, если не затруднит.

Так выходит, у вас уровень шумов с картинки в начале топика совпадает с уровнем шумов опоры?

Да я уже и сам вижу

Но напрягает вот это (щуп просто соединён с землёй осциллографа):

Эскизы прикрепленных изображений

 

[bob1]

Для АЦП может и можно Idle использовать, но для ЦАП вобще не представляю как это возможно.

Один из вариантов. Данные из ОЗУ через DMA по сигналам таймера перекидываються в буфер DAC. Может и младший бит начнет играть роль

[zombi]

Один из вариантов. Данные из ОЗУ через DMA по сигналам таймера перекидываються в буфер DAC. Может и младший бит начнет играть роль

Может и начнёт. Только Idle мне не подходит. У процессора есть дела поважнее звука

[stalko]

Но напрягает вот это (щуп просто соединён с землёй осциллографа):

Ну, для 20мВ/дел не так и плохо... На Ваших-то осциллограммах все "немного сильно" хуже

[zombi]

Ну, для 20мВ/дел не так и плохо... На Ваших-то осциллограммах все "немного сильно" хуже

Что значит "немного сильно"? Это немного хуже или сильно хуже???
На всех моих осцилограммах (кроме первой) 20мВ/дел.
Получается что я шум этот просто немогу увидеть. Придётся на слух (в слепую) работать.

[stalko]

Что значит "немного сильно"? Это немного хуже или сильно хуже???

Это значит шутку юмора

На всех моих осцилограммах (кроме первой) 20мВ/дел.

Да, шкала у Вас везде одинаковая, но в первых случаях шумов все же больше. А у Вас щуп с делителем стоит? Это, кстати, принципиальный вопрос.
Опять таки, присмотрелся, у Вас на последей картинке вообще есть постоянное смещение, хотя и копеечное... Вот это с чего, вдруг, я е допонял. Попробуйте кнопочку "AutoScale" (или как она там?). Случается, что она чудесным образом "исцеляет" осцилы...

[ILYAUL]

Но напрягает вот это (щуп просто соединён с землёй осциллографа):

Ну и сделай ему PROBE CHECK

[stalko]

Ага, если не затруднит.

Короче, BLM31 у меня стояли... У меня стояли на большой максимальный ток, чтоб не плодить номенклатуру (они же стояли на выходе вторичных источников просто). Вам, думаю, BLM31AJ601SN1 вполне пойдет

[ILYAUL]

Я уже в теме ответил- PROBE CHECK. Выстави PROBE в 1X , нажми кнопку, на вопрос ответь нет. Да забыл сказать , щуп к PROBE COMP подсоедини , вместе с землёй

[zombi]

Я уже в теме ответил- PROBE CHECK. Выстави PROBE в 1X , нажми кнопку, на вопрос ответь нет.

Ну сделал.
Ничего не поменялось кроме шкалы по вертикали.
Зачем именно PROBE CHECK делать?

[zombi]

Вам, думаю, BLM31AJ601SN1 вполне пойдет

Именно такого не нашел. Вот такой поставил BLM31PG601SN1.
НИКАКОГО ЭФФЕКТА!!!
Как шумело так и шумит.

[stalko]

Именно такого не нашел. Вот такой поставил BLM31PG601SN1.
НИКАКОГО ЭФФЕКТА!!!
Как шумело так и шумит.

В принципе, PG (ЕМНИП), имеет больше ток рабочий, так что подошел бы...
А шумит именно с ЦАПа, или питание тоже шумит так же?
Стоят BLM-ки и по питанию, и по земле? И после них у меня прям почти на ногах кондер стоит 0.1мк...
Еще вопрос, уже по топологии. Как у Вас идет цепь этой аналоговой земли и питания по плате?
Сначала на цифру, потом приходит на аналог, сначала на аналог, потом на цифру, или они ветвятся начиная от стабилизатора?
Еще вариант, немного геморойный, но может точки над I расставить. Попробуйте поднять ноги AVCC и соседней земли, провода припаиваете, ставите кондер, далее две BLMки (все "на соплях"), а оттуда прям этими же проводами на землю и питание со стабилизатора, в обход печати. Если у Вас стоит дроссель после стабилизатора (например), то паяйтесь еще ДО дросселя, ближе к микросхеме стабилизатора.

[zombi]

А шумит именно с ЦАПа, или питание тоже шумит так же?

Да хрен его знает что шумит.

Еще вопрос, уже по топологии. Как у Вас идет цепь этой аналоговой земли и питания по плате?
Сначала на цифру, потом приходит на аналог, сначала на аналог, потом на цифру, или они ветвятся начиная от стабилизатора?

Аналоговой земли нет. Одна общая земля - сплошной полигон во внутр. слое.
А как должно быть ?
1. cначала на цифру, потом на аналог
2. сначала на аналог, потом на цифру
3. ветвить начиная от стабилизатора

Еще вариант, немного геморойный, но может точки над I расставить. Попробуйте поднять ноги AVCC и соседней земли, провода припаиваете, ставите кондер, далее две BLMки (все "на соплях"), а оттуда прям этими же проводами на землю и питание со стабилизатора, в обход печати. Если у Вас стоит дроссель после стабилизатора (например), то паяйтесь еще ДО дросселя, ближе к микросхеме стабилизатора.

Нимнохо хеморный это слабо сказано. На tqfp100 соседние ноги поднять да ещё и припаять к ним чегото. И у иксмеги два AVCC и земля рядом с каждым. Это уже 4-ре. Капец.
Но видать придётся пробывать.

[ILYAUL]

Ну сделал.
Ничего не поменялось кроме шкалы по вертикали.
Зачем именно PROBE CHECK делать?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[zombi]

При Probe 1X и 20mV/div у меня тоже так. Поставь при том же 1Х 2mV/div.

[ILYAUL]

Ну лучше не сделать

[stalko]

А как должно быть ?

Ну, я предпочитаю ветвить прям от стабилизатора.

Нимнохо хеморный это слабо сказано. На tqfp100 соседние ноги поднять да ещё и припаять к ним чегото. И у иксмеги два AVCC и земля рядом с каждым. Это уже 4-ре. Капец.

У Вас А1 чтоли? ))) Раз 100-ногая... У меня А3 и там 64 ноги, и AVCC одна, мне проще... Хотя, поднять 4 ноги - не самое большое удовольствие, но и суперсложности в этом не вижу. Ну, если Вам так проще, порежьте подходящие дорожки к ногам, и на них напаяйтесь, потом восстановите, если что...

[Kovrov]

так я не понял, вы опорник внешний ставили?
хотябы tl431 напряжение будет 2,5 вольта
что несколько сместит отношение сигнал шум.

от себя добавлю . юзал цап на 32а4
вынужден отказаться от затеи в пользу внешнего цап.
из за взаимного влияния между каналами (я как то писал здесь на форуме про этот глюк)
попробуйте все свои эксперименты проделать
с активным только 1м каналом и внешним опорником

[zombi]

Может будет кому интересно:

Поменял A1 на A1U и шумы пропали

Видать подправили что то в цапе.

[_Артём_]

Видать подправили что то в цапе.

А в АЦП у них как? 12 бит есть?

[ILYAUL]

А в АЦП у них как? 12 бит есть?

Это один в один +USB

[zombi]

А в АЦП у них как? 12 бит есть?

АЦП не использую и не проверял.

А у ЦАПа 10 бит работают на много лучше чем у простой Aшки.
Ещё и дебильный регистр TIMCTRL выкинули!

[МП41]

А я работаю с ЦАПом на ATXmega128A1, вроде ревизия E. DAC0 работает и на слух и по осциллографу хорошо, а вот DAC1 шумит-свистит, что я только не делал. Выводил пилу, так она шумит только в районе низких значений, т.е. ближе к нулю, грубо говоря, вся пила ровная кроме самой нижней части, где виден какой-то странный мусор.

[Kovrov]

Ребят может кто пробывал более новые XMEGA c буквой U
не получше там цап ?

[zombi]

Может будет кому интересно:

Поменял A1 на A1U и шумы пропали

Видать подправили что то в цапе.

[Xenia]

Может будет кому интересно:
Поменял A1 на A1U и шумы пропали
Видать подправили что то в цапе.

У меня обычная A1, но ЦАП не шумит . Впрочем, у каждого могут быть свои требования к шуму ЦАПа - кому-то существующий шум кажется допустимым, а кому-то излишне большим.

Чтобы шум не был заметным, DAC_REFRESH не должен быть слишком коротким. Например, у меня так:
DACA.TIMCTRL = DAC_CONINTVAL_128CLK_gc | DAC_REFRESH_1024CLK_gc;

Впрочем, у меня ЦАП еще использует внешнее опорное напряжение 2.5V от AP431 (adjustable precision shunt regulator), а это тоже может влиять на уровень шума.

[Kovrov]

2 zombi : это я видел.
--
да шум пол-беды
меня беспокоило взаимо-влияние с канала на канал
-
сам добрался до устройства в котором была xmega32a4
поменял на а4u
действительно все проблемы исчезли
даже калибровка работает..

[zombi]

поменял на а4u
действительно все проблемы исчезли
даже калибровка работает..

Ну, так, а я о чём.

DACA.TIMCTRL = DAC_CONINTVAL_128CLK_gc | DAC_REFRESH_1024CLK_gc;

TIMCTRL - нет такого регистра у AxU

[Xenia]

TIMCTRL - нет такого регистра у AxU

До EWAVR 6.21 (включительно) был, а начиная с 6.30 куда-то исчез (превратился в reserved_0x04).
Как же вы теперь без него живете?

[zombi]

Как же вы теперь без него живете?

Прекрасно. Отсутствие оного вызывает у меня исключительно положительные эмоции