TMP 37 и АЦП на ATMega 8535, Уж больно сильно скачут показания с АЦП. Опции

[Metallist64]

Добрый день!Уважаемые специалисты!
У меня возник вопрос по результатам АЦП сигнала с данного датчика.
Никак не могу получить постоянные результаты.
Они постоянно скачут. Результат в течении пары секунд может скакнуть на пару градусов и вернуться назад.
Скачка температуры за это время точно не могло быть. Да и не может она скакать туда-сюда с такой скоростью и так часто.
Похоже что это наводки.
Вот интересует вопрос : как с этим делом можно побороться?
Хотелось бы получить стабильные показания температуры (+- 0.3).
ПС. Пробовал усреднять, но все равно показания скачут не по детски. Интересуют программные фильтры.
ППС на датчиках, как положено висят керамические кондеры по 0.1мкф.
Заранее благодарен!

[DpInRock]

А что говорят прямые измерения напряжения на выходе датчика?

[777777]

ПС. Пробовал усреднять, но все равно показания скачут не по детски. Интересуют программные фильтры.

Когда показания скачут, нужно думать не о том, как их отфильтровать, а о том, как устранить источник помех. А для этого нужно совсем немного, как-то:

- разводить земли и питание широкими проводниками, желательно чтобы эти проводники не прыгали с одного слоя на другой, а если нужно, то переход делать через большие переходные отверстия.
- подводить ко всем 8 ногам контроллера, а для опорного желательно дополнительный RC-фильтр
- в непосредственной близости от него должно быть хотя бы две пары конденсаторов по питанию (электролит+керамика)
- если в схеме есть сильнопотребляющие элементы (светодиоды, например), то землю от них до источника вести отдельным проводником, чтобы падение напряжения от скачков тока не вызывало скачков напряжения на земле
- и т.д.
- и т.п.
Все советы, в общем-то, широко звестны, но почему-то с завидным упрямством не выполняются, как будто размер платы важнее ее работоспособности.

Сообщение отредактировал 777777 - Dec 5 2008, 05:27

[Metallist64]

Прямые измерения дают тот же результат. Показания скачут в пределах 20мВ. Я конечно понимаю, что неправильно развел плату и требования не соблюдал.Тут конечно моя ошибка. Но сам вопрос стоит несколько иначе.
Какие существуют программные алгоритмы для того, что бы убрать эти скачки. Если предположить, что помехи наводятся от сети.
Заранее благодарен.

[mempfis_]

Прямые измерения дают тот же результат. Показания скачут в пределах 20мВ. Я конечно понимаю, что неправильно развел плату и требования не соблюдал.Тут конечно моя ошибка. Но сам вопрос стоит несколько иначе.
Какие существуют программные алгоритмы для того, что бы убрать эти скачки. Если предположить, что помехи наводятся от сети.
Заранее благодарен.

Наводки от сети дают отклонения как в положительную так и отрицательную сторону. Попробуйте усреднить отсчёты. Для простоты реализации попробуйте сложить 4-8-16-32-64-128-256 отсчётов и потом сдвиньте результат соответственно на 2-3-4-5-6-7-8 бит вправо (сдвиг заменит деление на 4-8-16-32-64-128-256). Также если вы уверены что резких отклонений быть не может, то можете отбрасывать те отсчёты, которые значительно отличаются от предполагаемых (кажется это называется скользящее среднее).

[Metallist64]

Я как раз этот метод и использую. Результат скачет в пределах градуса. Терпимо конечно...А может еще есть способы?

Сообщение отредактировал Metallist64 - Dec 5 2008, 13:31

[rezident]

Для простоты реализации попробуйте сложить 4-8-16-32-64-128-256 отсчётов и потом сдвиньте результат соответственно на 2-3-4-5-6-7-8 бит вправо (сдвиг заменит деление на 4-8-16-32-64-128-256).

Усреднять нужно не "от балды" по 2^N отсчетов, а кратно периоду помехи.

Также если вы уверены что резких отклонений быть не может, то можете отбрасывать те отсчёты, которые значительно отличаются от предполагаемых (кажется это называется скользящее среднее).

Скользящее среднее это совсем не то, что вы описали. Простое или треугольное или экспоненциальное скользящее среднее вообще не подразумевает отбрасывания каких-либо отсчетов.

[xemul]

имхо, больше толку будет, если топикстартер поправит печать шнурками да цифровать будет в noise canceller mode.

[DpInRock]

Ну, есть один прикольный вариант попроще.

Если речь идет об авр.
Сразу после измерения измеряем внутренее напряжение 1.1 вольт.
Так как опорное напряжение одинаковое, то можно получить более-менее точный АБСОЛЮТНЫЙ результат с датчика.
(Типа, сравниваем измеренный код с датчика с кодом внутреннего опорного напряжения).
Я так измеряю напряжение сети 220 вольт при совершенно безумных пульсациях питающего напряжения.

[Metallist64]

Насчет периода помехи постараюсь учесть.
Насколько я понял, усреднять надо те измерения, которые производятся в противофазе самой помехе???

[rezident]

Так как опорное напряжение одинаковое, то можно получить более-менее точный АБСОЛЮТНЫЙ результат с датчика.

Абсолютных измерений не бывает. В принципе. Любое измерение относительное.

(Типа, сравниваем измеренный код с датчика с кодом внутреннего опорного напряжения).

Если вы имеете в виду ратиометрический способ измерения, то для него датчик должен быть запитан от этого же (опорного) напряжения.

Насколько я понял, усреднять надо те измерения, которые производятся в противофазе самой помехе???

Почему только в противофазе? Если помеха периодическая, то за время ее периода интеграл (сумма дискретных значений отсчетов) будет равен константе (или нулю для симметричной/гармонической помехи). В результате интегрирования останется полезный сигнал + константа, которую можно учесть при расчете. Только следует помнить, что при этом частота полезного сигнала должна лежать вне (ниже) частотного диапазона помехи.

[xemul]

Насчет периода помехи постараюсь учесть.
Насколько я понял, усреднять надо те измерения, которые производятся в противофазе самой помехе???

Насколько я понял, Вам надо разобраться с природой помехи. Можете, конечно, устроить пляски с бубнами вокруг какого-нибудь фильтра, может даже и полегчает. Но я сильно сомневаюсь, что это помеха от сети.
А получить 20 мВ между землями датчика и контроллера на кривой трассировке платы - это те самые приснословные два пальца.

[DpInRock]

Если вы имеете в виду ратиометрический способ измерения, то для него датчик должен быть запитан от этого же (опорного) напряжения.

Нет. Это как раз для случаев, когда нет возможности запитать измеряемый датчик от опоры.

И тут мы сравниваем железные 1.1 вольта (код 1.1 вольта) с результатом измерения датчика. АЦП и 1.1 вольта питаются от одной опоры. Поэтому мы имеем право сравнивать код 1.1 с кодом от датчика.

А если оба измерения происходят рядом во времени, то можно считать, что в тот момент помеха одинаково воздействует на все компоненты системы. (Скорость измерения существенно выше 50 герц.).

[rezident]

И тут мы сравниваем железные 1.1 вольта (код 1.1 вольта) с результатом измерения датчика. АЦП и 1.1 вольта питаются от одной опоры. Поэтому мы имеем право сравнивать код 1.1 с кодом от датчика.

Видимо вечер и пятница влияют. Что-то я не совсем понимаю, что вы объяснить пытаетесь

А если оба измерения происходят рядом во времени, то можно считать, что в тот момент помеха одинаково воздействует на все компоненты системы. (Скорость измерения существенно выше 50 герц.).

Если помеха синфазная для всех компонентов системы, то ее вроде как и не нужно учитывать. Считайте, что ее внутри этой системы вовсе нет

[777777]

имхо, больше толку будет, если топикстартер поправит печать шнурками да цифровать будет в noise canceller mode.

Золотые слова. Так нет же, сначала сделаем говно, а потом думаем, как бы из него сделать конфетку. И наверное все так поступают, раз так дружно кинулись помогать. А потом удивляются, почему это импортная электроника нормально работает, а наша - нет, хоть и на импортных микросхемах.

Уж чего-чего, а 10 разрядов получить - раз плюнуть, у меня моргает один последний разряд даже без noise canceller mode. Это как же надо развести плату, чтобы даже это не работало?

[DpInRock]

Резиденту.
Имеем некий абсолютный (для нас) сигнал. Типа, не мы его рожаем, вот он и абсолютный.

Далее. Измеряем его относительно какой-то опоры. Это хорошо, если опора известна и точна. А если хрен знает какая? Типа, полохое питание и недостаток игрушек?

Тогда результат будет таким же хреновым как и опора.
Что делаем.
1. На хреновой опоре меряем нужный сигнал.
2. На этой же хреновой опоре меряем внутренний источник 1.1 вольта, который вынужддены считать железным (за не имением ничего более хорошего).

3. Сравниваем измеренный сигнал с 1.1 вольта. Он не будет зависить от опоры вообще никак. Следовательно, нам наплевать на качество опоры (в известных пределах).

А опорой обычно служит источник питания у людей. С плохой землей и маленькими фильтрами....

Кстати, синхронная помеха - она нифига не синхронная в реальности. Там конденсатор, сям конденсатор - и поехала фаза помехи туда-сюда.

Сообщение отредактировал DpInRock - Dec 5 2008, 21:16

[rezident]

3. Сравниваем измеренный сигнал с 1.1 вольта. Он не будет зависить от опоры вообще никак. Следовательно, нам наплевать на качество опоры (в известных пределах).

С таким же успехом вы можете сразу измерять входной сигнал относительно питания. Зачем тут вообще какая-то дополнительная опора, да еще и хреновая к тому же?

Кстати, синхронная помеха - она нифига не синхронная в реальности. Там конденсатор, сям конденсатор - и поехала фаза помехи туда-сюда.

А что это за "синхронная помеха" такая?

[DpInRock]

Так е-мое. Что служит опорой для АЦП? Питание. (Как правило). И если питание плохое, а измеряемое напряжение НЕ ЗАВИСИТ от этого питания, то измерять бессмысленно.

А вот сравнивать два измерения в одинаковых условиях - это можно и не лишено смысла.

Про синхронную помеху тут кто-то говорил, что раз она синхронная то ее как бы и нет.

[rezident]

Так е-мое. Что служит опорой для АЦП? Питание. (Как правило). И если питание плохое, а измеряемое напряжение НЕ ЗАВИСИТ от этого питания, то измерять бессмысленно.

А вот сравнивать два измерения в одинаковых условиях - это можно и не лишено смысла.

Гм. DpInRock, а вы вообще читаете чужие сообщения или только пишете свои? Я выше специально обращал ваше внимание на тот факт, что любое измерение относительно. Если вы измерите два нестабильных напряжения относительно стабильного, а потом будете рассматривать оба результата измерения относительно друг друга, то не будет никакой разницы с тем, если бы вы сразу проводили измерения этих напряжений относительно друг друга, взяв одно из них за опорное.

Про синхронную помеху тут кто-то говорил, что раз она синхронная то ее как бы и нет.

Кто говорил про "синхронную"? Я говорил про синфазную помеху

[Stanislav_S]

Так е-мое. Что служит опорой для АЦП? Питание. (Как правило). И если питание плохое, а измеряемое напряжение НЕ ЗАВИСИТ от этого питания, то измерять бессмысленно.

А вот сравнивать два измерения в одинаковых условиях - это можно и не лишено смысла.

Про синхронную помеху тут кто-то говорил, что раз она синхронная то ее как бы и нет.

Странно у меня опора всегда внутренняя или внешняя, напряжение питания никогда не испльзую. Неужели так жалко потратить 05$ за опору или хотя бы десять центов на TL431, неужели тут все выпускают по 10000 изделий в месяц? Оно того стоит? Да и в конце концов фильтр на выходе датчика температуры никто не отменял.

[DpInRock]

Простите, конечно, но у меня устройство целиком в сборе, в упаковке стоит 8 баксов. Объем 100К. И борюсь с каждым резистором. Ну, не с каждым, но с начиная с конденсаторов - борюсь со всем.

Не всегда можно использовать внутреннюю опору. Кроме независимых величин приходится измерять и собственные (порожденные величины - типа сопротивления терморезистора). А их лучше измерять при опоре равной напряжению питания. А делать опору мощную, чтобы тока хватало на питание этих устройств - еще дороже.