Снова АЦП Опции

[Яrik]

ЕСТЬ РЯД ВОПРОСОВ :

1) При измерении напряжение встроеным АЦП (ATmega8) без подачи на вход напряжения показания состовляют 0,2-0,3В, а при закорачиванеи входа на корпус - 0В. Это свидетильствует о сильных наводках? Как можно уменьшить их на минемум?

2) Как сильно влияют на точность преобразования шумы самого МК?

3) Усредняя результат преобразования способом Z=(Z1+Z2+...+Zn)/n, каким бедет оптимальное значение n?

[Сергей Борщ]

1) притянуть вход резистором к земле, чтобы не "болтался".
2) В цифрах не скажу, но если вы не получите заявленных в даташите характеристик, то можно вводить процессор на время преобразования в спящий режим.
3) бесконечность.

[giv2]

1) .. без подачи на вход напряжения

Надо понимать так - вход НЕ подключен к источнику сигнала?!
а вход высокоомный, и на входе АЦП МК присутствует указанная вами "наводка".

2) Как сильно влияют на точность преобразования шумы самого МК?

Влияют, зависит от конкрентного проекта - рассматривают конкретно в каждом случае,
например, используют режимы частичного отключения узлов МК на время измерений..

3) Усредняя результат преобразования способом Z=(Z1+Z2+...+Zn)/n, каким бедет оптимальное значение n?

Чем больше n - тем не хуЖе, n выбирают кратно 2. Например, n=8.

[Яrik]

3) Усредняя результат преобразования способом Z=(Z1+Z2+...+Zn)/n, каким бедет оптимальное значение n?

Чем больше n - тем не хуЖе, n выбирают кратно 2. Например, n=8.

n=256 будет нормально?... для измерения выходного напряжения БП.

[Dopler]

3) Усредняя результат преобразования способом Z=(Z1+Z2+...+Zn)/n, каким бедет оптимальное значение n?

Чем больше n - тем не хуЖе, n выбирают кратно 2. Например, n=8.

n=256 будет нормально?... для измерения выходного напряжения БП.

Вообще-то ADC нормально работает при n=1. Или ваш БП так шумит, что требует таких гигантских усреднений?

[Сергей Борщ]

n=256 будет нормально?... для измерения выходного напряжения БП.

Зависит от того, какую точность вы хотите получить, какой уровень шума на выходе вашего БП, как часто вам надо проводить измерения. Попробуйте, будут "скакать" показания - увеличите, будут медленно обновляться - уменьшите.

[Яrik]

1) притянуть вход резистором к земле, чтобы не "болтался".

А каким номиналом? А то я где-то на форуме читал что входное сопротивление источника сигнала не должно превышать 10кОм, минимальное значение есть?

[Сергей Борщ]

1) притянуть вход резистором к земле, чтобы не "болтался".

А каким номиналом? А то я где-то на форуме читал что входное сопротивление источника сигнала не должно превышать 10кОм, минимальное значение есть?

Нет, выходное сопротивление источника сигнала чем меньше, тем лучше. А этот резистор при наличии источника сигнала будет работать его нагрузкой. Поэтому его желательно делать побольше. Но ведь у вас в конечной схеме вход будет все время подключен к измерительной цепи, и значит резистор будет не нужен.

[gormih]

Бороться с наводкми на ножке, которая висит в воздухе мягко говоря некорректно. Это как с ветряными мельницами :-)

[SasaVitebsk]

3) Усредняя результат преобразования способом Z=(Z1+Z2+...+Zn)/n, каким бедет оптимальное значение n?

Чем больше n - тем не хуЖе, n выбирают кратно 2. Например, n=8.

n=256 будет нормально?... для измерения выходного напряжения БП.

Для n=256 Придётся по правильному хранить 255 байт (в 8-ми битном режиме) или соответственно 512. Используя примитивный фильтр 2-го порядка я добился затрат в 9 байт при более высоком качестве усреднения(фильтрации).

[=GM=]

Для n=256 придётся по правильному хранить 255 байт (в 8-ми битном режиме) или соответственно 512. Используя примитивный фильтр 2-го порядка я добился затрат в 9 байт при более высоком качестве усреднения(фильтрации).

Зачем для усреднения хранить 255 байт? Для хранения суммы достаточно 3 байт, 2 старших дадут искомый результат.

[Nanobyte]

... Для n=256 Придётся по правильному хранить 255 байт (в 8-ми битном режиме) или соответственно 512.

А зачем? Просто суммировать измеренные значения (8 бит), а после 256 циклов взять старший байт суммы. Это для простого усреднения.

[SasaVitebsk]

Для n=256 придётся по правильному хранить 255 байт (в 8-ми битном режиме) или соответственно 512. Используя примитивный фильтр 2-го порядка я добился затрат в 9 байт при более высоком качестве усреднения(фильтрации).

Зачем для усреднения хранить 255 байт? Для хранения суммы достаточно 3 байт, 2 старших дадут искомый результат.

Или вы не подумали, - или я вас не понял.

Берём 256 выборок. Тут два варианта.
1) Если как вы (то есть не хранить каждую выборку), то тогда у вас результат получится один раз за 256 выборок. То есть усреднение будет в 256 раз медленнее чем частота выборок.
2) Если по моему, то надо хранить 256 выборок и сумму. при каждой выборке вычитать 256 и прибавлять текущую.

Если я в чём то не прав - поясните.

[mse]

Или вы не подумали, - или я вас не понял.

Берём 256 выборок. Тут два варианта.
1) Если как вы (то есть не хранить каждую выборку), то тогда у вас результат получится один раз за 256 выборок. То есть усреднение будет в 256 раз медленнее чем частота выборок.
2) Если по моему, то надо хранить 256 выборок и сумму. при каждой выборке вычитать 256 и прибавлять текущую.

Если я в чём то не прав - поясните.

Ну и у вас будет один результат на 256 выборок. ;О) Просто результат будет выдаваться со скоростью сэмплирования. А оно вам надо? Вернее, стоит ли это 256 байт ОЗУ?

[SasaVitebsk]

Ну и у вас будет один результат на 256 выборок. ;О) Просто результат будет выдаваться со скоростью сэмплирования. А оно вам надо? Вернее, стоит ли это 256 байт ОЗУ?

Ответ неверный. У меня будет с частотой выборок усреднённое значение по ПОСЛЕДНИМ 256 выборкам.

Что значит "оно вам надо"?

Если вы работаете с постоянным сигналом, то это понятно, но если сигнал всётаки меняющийся, пусть и медленный, то это важно. В этом случае просто будет запаздывание отклика, в тоже время сигнал будет плавно меняться от выборки к выборке. В вашем же случае он может меняться скачкообразно. Например при обработке стрелок в стрелочном приборе это будет выглядеть некрасиво.

[mse]

Ну и у вас будет один результат на 256 выборок. ;О) Просто результат будет выдаваться со скоростью сэмплирования. А оно вам надо? Вернее, стоит ли это 256 байт ОЗУ?

Ответ неверный. У меня будет с частотой выборок усреднённое значение по ПОСЛЕДНИМ 256 выборкам.

Внимательно прочитайте написаное мной ;О)

Что значит "оно вам надо"?

Если вы работаете с постоянным сигналом, то это понятно, но если сигнал всётаки меняющийся, пусть и медленный, то это важно. В этом случае просто будет запаздывание отклика, в тоже время сигнал будет плавно меняться от выборки к выборке. В вашем же случае он может меняться скачкообразно. Например при обработке стрелок в стрелочном приборе это будет выглядеть некрасиво.

Если у вас частота выборок 2-3Гц, чтобы был смысл выдавать фильтрованый результат для наблюдателя, то да, Ваш подход оправдан. И то, если ваш АЦП способен делать выборки с частотой не более ~10Гц. ;О) Или вы реализуете ЦФ или ещё чего для обработки сигнала. Например, обрабатываете ТЛФ сигнал с 8кГц дискретизаццыей и, соотвецтвенно, с такой-же выплёвываете наружу.
А если вам нужно просто померять некую величину и выдать результат с частотой 2-3Гцмах, гораздо продуктивнее тупо обрабатывать информацию порциями по N точек за 0,3-0,5сек, каждый раз "начиная с нуля". Съэкономите и машинное время, и машинную память.

[Яrik]

гораздо продуктивнее тупо обрабатывать информацию порциями по N точек за 0,3-0,5сек, каждый раз "начиная с нуля"

....простите что-то не уловил смысла.

А если вам нужно просто померять некую величину и выдать результат с частотой 2-3Гцмах

Во-во для вывода на дисплей ЖК дисплея напряжения БП. Но мерять надо часто МК должен следить за изменниями в нагрузке ( увеличение напряженияи и тока) и реагировать на них. Словом обеспечивать защиту по току и напряжению.

Сообщение отредактировал Яrik - Feb 22 2007, 18:16

[MRW]

Есть частный случаю КИХ фильтра - фильтр скользящего среднего. Мне кажется это то, что нужно. И ресурсов не много требуеи, и результат каждое измерение.

[Сергей Борщ]

Есть частный случаю КИХ фильтра - фильтр скользящего среднего.

Что и предлагал SasaVitebsk

[Яrik]

Есть частный случаю КИХ фильтра - фильтр скользящего среднего. Мне кажется это то, что нужно. И ресурсов не много требуеи, и результат каждое измерение.

Обясните что это за зверь и как едят . Если можно поподробней. А то мне многое непонятно из того что Вы пишите.

[Dopler]

Для защиты по напряжению и току с головой хватит банального усреднения на 8. Без усреднения тоже будет отлично работать.

[slog]

В АЦП позволительно скакать младшему разряду. Для работы защиты можно вообще не фильтровать. А для индикации надо либо выкинуть младшие разряды, либо фильтровать с низкой частотой среза, чтобы показания на индикаторе менялись не чаще 2 раз в секунду.

[Яrik]

Для защиты по напряжению и току с головой хватит банального усреднения на 8. Без усреднения тоже будет отлично работать.

Понятно, мудрить небуду воспользуюсь Вашим предложением.

Есть еще один вопрос, не только касающийся АЦП, а AVR в целом. Нехочется засарять форум создавая новую тему, поэтому пишу сдесь.

Хочу собрать лабораторный БП управляемый АВР (все мои рани задаваемые вопросы для реализации идеии):

1) С выходным напряжением 20-30В (еще неопределился);
2) Ток до 3А;
3) Защита по току и напряжению;
4) Кроме стабелизации напряжения, режим стб. тока.

Вот схема силовой части (простой компенсационный стабилизатор):


ЦАП буду использовать MCP4921 (12-ти разрядный).
Интересует как обеспечить регулировку тока шагом 10мА в режиме стабилизации тока. Думал так: измерить ток на шунте (на схеме непоказан, будет стоять в цепи земли 0,2Ом) и измянять напряжение самого ЦАП обеспечить заданый ток. Но есть проблема, при малом выходном напряжении шаг изменения напряжения ИОН не позволяет получить шаг тока 10мА.
Что посоветуете? Может схему доработать...?

[SasaVitebsk]

Как минимум ЦАП можно сделать программным. Причём пару каналов. Самый простой вариант - с помощью ШИМ. Учитывая, что нет необходимости в скорости.

По поводу тока - действительно проблема. При токе до 3 ампер может посмотреть микрухи импульсников типа national или powerint.

Мы применяем сейчас источник до 3А совсем маленький на PowerInt в панно. Регулирую я его. Правда не шим, несколько резисторов поставил. Мне так проще было. Да и разработчикам источника - тоже.

[Яrik]

Как минимум ЦАП можно сделать программным. Причём пару каналов. Самый простой вариант - с помощью ШИМ. Учитывая, что нет необходимости в скорости.

По поводу тока - действительно проблема. При токе до 3 ампер может посмотреть микрухи импульсников типа national или powerint.

Мы применяем сейчас источник до 3А совсем маленький на PowerInt в панно. Регулирую я его. Правда не шим, несколько резисторов поставил. Мне так проще было. Да и разработчикам источника - тоже.

Нехочется использовать ШИМ и импкльсные преобразователи. Пульсации же побольше будут чем у линейного. Я поставил себе задачу сделать БП линейный.
А не подскажите нужен ли вобще 10мА в радиолюбиельской практике?

[SasaVitebsk]

Нехочется использовать ШИМ и импкльсные преобразователи. Пульсации же побольше будут чем у линейного. Я поставил себе задачу сделать БП линейный.
А не подскажите нужен ли вобще 10мА в радиолюбиельской практике?

Могу ответить только за себя.

У меня стоит Б5-46 0-9.99V с шагом 0.01V и 0-4.99А с шагом 10мА.

Мой ответ - нет. Не нужен.

Но я работаю практически только с цифровой.

Я бы поставил себе источник с характеристиками:
1) U до 15V максимум с шагом 0.1V
2) I до 5А с шагом 0.1 или даже 0.3 (Причём здесь точность невысока)

Желательно звуковая сигнализация перегрузки по току. Хотелось бы чтобы не жужжал при работе.

А может быть даже два штуки. Мощный - как я описал (или до 10 А) и маленький слабый со след. характеристиками:

1) U до 6V с шагом 0.1V
2) I до 1А с шагом 0.1А (Причём здесь точность невысока)

Скорее так. Универсальность здесь не к чему.

[muravei]

А не подскажите нужен ли вобще 10мА в радиолюбиельской практике?

На мой взляд нужен: Захотите проверить св.диод -10 мА и никаких заморочек.

Интересует как обеспечить регулировку тока шагом 10мА в режиме стабилизации тока. Думал так: измерить ток на шунте (на схеме непоказан, будет стоять в цепи земли 0,2Ом) и измянять напряжение самого ЦАП обеспечить заданый ток. Но есть проблема, при малом выходном напряжении шаг изменения напряжения ИОН не позволяет получить шаг тока 10мА.
Что посоветуете? Может схему доработать...?

Может поставить еще Цап, для тока, и схемку на операх с обратной связью?
Что-то типа того?
Схема , правда, "очень принципиальная"

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Ol_17]

Господа, подскажите, пожалуйста.
Контролирую напряжение источника питания (две батарейки по 1.5 В). Меряю на резистивном делителе. Чтобы поменьше жрать тока один конец делителя постоянно сидит на + питания, второй запитываю низким логическим уровнем с ножки порта непосредственно перед измерением. Источник опорного напряжения внутренний 1.1 В.
Какой МАКСИМАЛЬНЫЙ номинал могут иметь резисторы делителя для обеспечения точности измерения, ограниченной шумами, в пределах +/-0.05 В (в восьмибитном режиме АЦП) и минимального времени измерения (т. е. максимальной частоты тактирования АЦП).

[Сергей Борщ]

На мой взляд нужен: Захотите проверить св.диод -10 мА и никаких заморочек.

И весь ток разряда выходной емкости всадите в светодиод. Попробуйте - 12в 2мА поставить на источнике и подключить светодиод. Сгорает "на хорошо и отлично". А вот с токоограничительным резистором, быстро соединенным с проводами от источника методом скрутки - нет. И точность установки тока не нужна.

Может поставить еще Цап, для тока, и схемку на операх с обратной связью?

А вот это дело. Ибо быстродействие такой схемы будет гораздо выше чем при принятии решения в процессоре.

[muravei]

И весь ток разряда выходной емкости всадите в светодиод. Попробуйте - 12в 2мА поставить на источнике и подключить светодиод. Сгорает "на хорошо и отлично".

А в моем нет , у меня больщие кондеры стоят на входе , после выпрямителя.Помоему, так пральнее.

[Dopler]

Хочу собрать лабораторный БП управляемый АВР (все мои рани задаваемые вопросы для реализации идеии):

1) С выходным напряжением 20-30В (еще неопределился);
2) Ток до 3А;
3) Защита по току и напряжению;
4) Кроме стабелизации напряжения, режим стб. тока.

Вот схема силовой части (простой компенсационный стабилизатор):


ЦАП буду использовать MCP4921 (12-ти разрядный).
Интересует как обеспечить регулировку тока шагом 10мА в режиме стабилизации тока. Думал так: измерить ток на шунте (на схеме непоказан, будет стоять в цепи земли 0,2Ом) и измянять напряжение самого ЦАП обеспечить заданый ток. Но есть проблема, при малом выходном напряжении шаг изменения напряжения ИОН не позволяет получить шаг тока 10мА.
Что посоветуете? Может схему доработать...?

Не совсем понятно, у вас выход у БП будет регулируемый 0-30В 0-3А?. Если так, то вам придется пойти на радиорынок и скупить все радиаторы, которые там есть. А так же могут пригодится все имеющиеся в наличии сковородки.
В линейных блоках питания, которые продаются (и стоят не мало, я брал свой Mastech 30В 5А за 4200) размеры радиатора внушительные. Но и его явно не достаточно, чтобы рассеят 150Вт тепла. Но, если покрутить ручку напряжения, то слышно, как щелкают реле, примерно через каждые 5 вольт. Нетрудно догодаться, что они переключают выходные обмотки трансформатора.

Для любительской конструкции я бы не стал заморачиваться, и сделал бы стабилизатор импульсный, приложив некоторые дополнительные усилия для фильтрации выходного напряжения, скорее всего вам это обойдется в разы дешевле, к тому же это можно будет собрать на AVR, например tiny261/461.

[muravei]

у вас выход у БП будет регулируемый 0-30В 0-3А?. Если так, то вам придется пойти на радиорынок и скупить все радиаторы, которые там есть.
....
Для любительской конструкции я бы не стал заморачиваться, и сделал бы стабилизатор импульсный, приложив некоторые дополнительные усилия для фильтрации выходного напряжения, скорее всего вам это обойдется в разы дешевле, к тому же это можно будет собрать на AVR, например tiny261/461.

Я бы подумал о комбинировании импульсного с линейным. Импульсный управляется шимом от АВР и питает линейный с необходимым запасом ,а так же задает параметры линейного и индицирует U и I.

[Dopler]

Я бы подумал о комбинировании импульсного с линейным. Импульсный управляется шимом от АВР и питает линейный с необходимым запасом ,а так же задает параметры линейного и индицирует U и I.

Я тоже хотел предложить такое, но вы меня опередили. Таким образом, грубо говоря, общая схема работы должна быть примерно следующей.

1. Импульсный стабилизатор, управляемый AVR. Также AVR неспеша измеряет напряжения и токи и выводит их на экран, а также осуществляет некритичную регулировку.
2. На выходе импульсника стоит линейный стабилизато, а также, схема, ограничивающая ток (аналоговые), с возможностью AVR задать уровней стабилизации/ограничения.

[Яrik]

А не подскажите нужен ли вобще 10мА в радиолюбиельской практике?

На мой взляд нужен: Захотите проверить св.диод -10 мА и никаких заморочек.

Интересует как обеспечить регулировку тока шагом 10мА в режиме стабилизации тока. Думал так: измерить ток на шунте (на схеме непоказан, будет стоять в цепи земли 0,2Ом) и измянять напряжение самого ЦАП обеспечить заданый ток. Но есть проблема, при малом выходном напряжении шаг изменения напряжения ИОН не позволяет получить шаг тока 10мА.
Что посоветуете? Может схему доработать...?

Может поставить еще Цап, для тока, и схемку на операх с обратной связью?
Что-то типа того?
Схема , правда, "очень принципиальная"

Если Вам не трудно, можете объяснить работу первого ОУ с обвязкой в предложеной Вами схеме? Немогу понять как он включен.

Сообщение отредактировал Яrik - Feb 24 2007, 13:52

[Сергей Борщ]

Если Вам не трудно, можете объяснить работу первого ОУ с обвязкой в предложеной Вами схеме? Немогу понять как он включен.

R1 и R2 представляют из себя сумматор, (R1,R2), R3, OP1 - диференциальный усилитель.

[Яrik]

Если Вам не трудно, можете объяснить работу первого ОУ с обвязкой в предложеной Вами схеме? Немогу понять как он включен.

R1 и R2 представляют из себя сумматор, (R1,R2), R3, OP1 - диференциальный усилитель.

Спасибо, понял.

[Яrik]

Если Вам не трудно, можете объяснить работу первого ОУ с обвязкой в предложеной Вами схеме? Немогу понять как он включен.

R1 и R2 представляют из себя сумматор, (R1,R2), R3, OP1 - диференциальный усилитель.

А нет ли у Вас примера (возможно в книге) расчетами данной схемы?

Сообщение отредактировал Яrik - Feb 24 2007, 21:10

[Dopler]

Если Вам не трудно, можете объяснить работу первого ОУ с обвязкой в предложеной Вами схеме? Немогу понять как он включен.

R1 и R2 представляют из себя сумматор, (R1,R2), R3, OP1 - диференциальный усилитель.

А нет ли у Вас примера (возможно в книге) расчетами данной схемы?

Это классические схемы включения ОУ, ознакомится с ними можно в книге Искуство схемотехники, также там описывается несколько схем источников (стабилизаторо тока).
Возможно вам будет интересна эта тема, там в конце обсуждения пришли к работоспособной схеме стабилизатора (ограничителя) тока:

http://electronix.ru/forum/lofiversion/index.php/t24554.html

[Яrik]

Как мне уже сказали это схема сложения. Полистал книгу ... нашел расчет но есть кое что непоятное.
В описании такой схемы сказано, что для её функционирования необходимо: сумма коэффициентов усиления инвертирующей части схемы была равна сумме коэффициентов усиления её неинвертирующей части.

Так вот, в схеме приведенной muravei не пойму как расчитать неинвертирующие усиление, нет R'ос.

[Яrik]

Вот наконец нашел схему которая мне почти подходит, нашол в журнале Радио. Но обратно есть неколько нюансов:
1) Проводя измерения втроенным АЦП я получу не выходное напряжени БП, а Uвых+I*R7;
2) Т. к. производить регулировку выходного напряжения и тока защиты я собрался двумя ЦАПами, то необходимо както доработать схему, чтобы подключить нижний вывод ИОН (ЦАП) регулировки напряжения к корпусу.

Хотел бы выслушать ваши предложения. Спасибо.

[muravei]

1) Проводя измерения втроенным АЦП я получу не выходное напряжени БП, а Uвых+I*R7;

Используйте диф. вход АЦП.

[Яrik]

1) Проводя измерения втроенным АЦП я получу не выходное напряжени БП, а Uвых+I*R7;

Используйте диф. вход АЦП.

У меня в наличии ATmega8, которая не имет диф. входа. Но всеравно спасибо.
Можна будет попробовать операционник в этой роли.