Как правильно подключаться к АЦП? Опции

[Shaienn]

Здравствуйте.

Собрал на макетной плате вот такую схему, только опорное напряжение для АЦП сейчас берется от основного напряжения через 10 Омный резистор и параллельный конденсатор:


Смысл такой:
1) С помощью генератора AD9834 прогоняется диапазон частот сквозь колебательный контур.
2) С помощью детектора AD8361 вычисляется амплитуда колебаний на каждом шаге сетки частот и, оцифровывая значения амплитуды, находится резонансная частота контура.

Все вроде как работает, но очень неодинаковые значения при каждом повторном измерении. Минимальная ошибка не меньше 500 Гц (надо 100 как минимум). Иногда вообще детектируется частота на 20 кГц выше резонансной.

Есть мнение, что это происходит во-первых из-за того, что собрано на макетной плате (которая с дырками и пружинками в них )
Во-вторых из-за плохого опорного напряжения и в-третьих из-за помех на входе АЦП и, возможно, в тракте сигнала.

С первым вопросом понятно, сейчас развожу плату.

Второй вопрос - Я хочу в качестве опорного напряжения использовать REF196. Нарисовал на схеме подключение - правильно ли? Не нужно перед ногой ADVREF добавить параллельно конденсатор?

Третий вопрос - Как правильно подцепить AD8361 ко входу АЦП AT91SAM7? Перед ногой AD4 параллельно ставить конденсатор? Есть еще варианты защиты? Читал о ферритовых бусинах, но немного не понимаю, какое сопротивление мне нужно выбирать и какой их тип выбрать?

Четвертый вопрос. Как защитить от помех весь тракт прохождения сигнала? Перед каждым элементом ставить параллельный конденсатор? И помогут ли ферритовые бусины?

Спасибо.

[cant]

Второй вопрос : не нужно , ставте опрник как можно ближе к контроллеру, чтоб уменьшить количество наводок на опору. Я бы подавал напряжение на опорку еще через индуктивность в цепи: дополнительная защита.

Третий вопрос: я бы AD8361 разместил как можно ближе и подцепил кондер. не думаю что тут уместно ставить феррит, хотя... нужно пробовать.

Четвертый вопрос. http://caxapa.ru/lib/emc_immunity.html читаем и делаем так как написано

Сообщение отредактировал rezident - Jan 23 2010, 12:10

Причина редактирования: Ненужное цитирование.

[Shaienn]

Ага, спасибо. Буду разводить.


Еще вопрос. Хочу после колебательного контура данный повторитель напряжения собрать на операционном усилителе, но не могу понять, как рассчитать входное сопротивление операционника? Мне нужно порядка 40 МОм для того, чтобы не влиять на контур. Или входным сопротивлением будет установленный параллельно входу резистор?

Сообщение отредактировал Shaienn - Jan 23 2010, 11:56

[Ant_m]

Меня смущает 2 вещи:
1) Нет схемы входного повторителя (имхо это намного важнее чем подключение контроллера к ацп и опоре).
2) Не оглашены номиналы измеряемого последовательного контура.

Без этого сказать, что нибудь, отчего у Вас измеряемая частота плавает однозначно нельзя.

Еще один момент, не знаю какая частота резонанса но если больше 1МГц, то нужно очень серьезно озаботиться питанием измерительной части, это выходной каскад на транзисторе, а также входным повторитель. Я бы для чистоты эксперимента запитал все это от отдельного источника. Или поставил еще один, опорный источник, от котого вся измерительная часть питалась.

Сообщение отредактировал Ant_m - Jan 23 2010, 13:48

[Shaienn]

Меня смущает 2 вещи:
1) Нет схемы входного повторителя (имхо это намного важнее чем подключение контроллера к ацп и опоре).
2) Не оглашены номиналы измеряемого последовательного контура.

Без этого сказать, что нибудь, отчего у Вас измеряемая частота плавает однозначно нельзя.

Еще один момент, не знаю какая частота резонанса но если больше 1МГц, то нужно очень серьезно озаботиться питанием измерительной части, это выходной каскад на транзисторе, а также входным повторитель. Я бы для чистоты эксперимента запитал все это от отдельного источника. Или поставил еще один, опорный источник, от котого вся измерительная часть питалась.

1) Cхему входного повторителя сейчас не вспомню. На работе. Но этот повторитель был скопирован из фирменного измерителя добротности. Основа на полевом транзисторе, входное сопротивление 24 МОм.

2) Что касается контура, то он представляет собой высокодобротную (400-500) катушку, настроенную для резонанса на частоте 1 МГц и измерительную ячейку, представляющую, по сути, переменный конденсатор с емкостью порядка 30 пФ. В зависимости от расстояния между электродами ячейки изменяется и емкость.

3) Подскажите опорный источник на 12 вольт? А то при резонансе амплитуда в районе 10 вольт. У Analog Devices только до 10 вольт нашел.

[Ant_m]

Необязательно источник опоры ставить. Поставьте отдельный стабилизатор. Смысл в чем - при такой маленькой емкости контура, 30 пФ, может сказываться влияние выходной емкости транзистора, а также может и емкость входного каскада немного (на доли пФ) меняется из-за помех по питанию. Плюс еще экранировать все это желательно. Может конечно дело и не в этом, и это ловля блох, но все таки...

Еще вопрос, а почему вы используете AD8361? Вам не кажется что она немного не для этого применения?
Просмотрел даташит от производителя возникло два вопроса:
1) Почему производитель нормирует все характеристики микросхемы в диапазоне от 100МГц? Вы уверены что микросхема вообще может работать на 1 Мгц? По тем характеристикам, что приводятся в даташите, об этом судить нельзя.
2) Допустимое входное напряжение микросхемы 390мВ. То есть у вас перед микросхемой стоит делитель? Если стоит делитель, то почему его нельзя выкинуть, и запитывать измеряемый контур меньшим напряжением?

P.S. Прошу прощения если углубился в оффтопик.

[Shaienn]

Необязательно источник опоры ставить. Поставьте отдельный стабилизатор. Смысл в чем - при такой маленькой емкости контура, 30 пФ, может сказываться влияние выходной емкости транзистора, а также может и емкость входного каскада немного (на доли пФ) меняется из-за помех по питанию. Плюс еще экранировать все это желательно. Может конечно дело и не в этом, и это ловля блох, но все таки...

Еще вопрос, а почему вы используете AD8361? Вам не кажется что она немного не для этого применения?
Просмотрел даташит от производителя возникло два вопроса:
1) Почему производитель нормирует все характеристики микросхемы в диапазоне от 100МГц? Вы уверены что микросхема вообще может работать на 1 Мгц? По тем характеристикам, что приводятся в даташите, об этом судить нельзя.
2) Допустимое входное напряжение микросхемы 390мВ. То есть у вас перед микросхемой стоит делитель? Если стоит делитель, то почему его нельзя выкинуть, и запитывать измеряемый контур меньшим напряжением?

P.S. Прошу прощения если углубился в оффтопик.

Спасибо, про питание учту.

Отвечаю:
1) У производителя есть appnote по поводу этой микросхемы и низких частот.
2) С AD9834 выходит синус 0.6 вольт, после эмиттерного повторителя на контуре в резонансе ~10 вольт. Как уменьшить напряжение?
Снизить выхлоп AD9834? Но, вроде, и так не много. Поиграть с рабочей точкой эмиттерного повторителя? Возможно, но тоже маловероятно. Да, после выходного повторителя стоит делитель на резисторах.

Сообщение отредактировал Shaienn - Jan 23 2010, 16:00

[Ant_m]

за appnote спасибо , теперь буду знать.

[Ronin]

Как уменьшить напряжение?

на катушку вторичных витков накинуть нельзя ? заодно и связь с измерительной цепью ослабится.

и еще в качестве опоры может использовать детектированный сигнал генератора (или есть гарантии стабильности его амплитуды) ?

[Shaienn]

на катушку вторичных витков накинуть нельзя ? заодно и связь с измерительной цепью ослабится.

и еще в качестве опоры может использовать детектированный сигнал генератора (или есть гарантии стабильности его амплитуды) ?

С катушкой непонятно немного, куда будет подключаться вторичная обмотка? Это уже какой-то трансформатор получается.

Второе Ваше предложение опишите поподробнее Не понимаю

[Ronin]

куда будет подключаться вторичная обмотка

ну да, трансформатор. к "повторителю 40мом", детектору и так далее.

Второе Ваше предложение опишите поподробнее

В идеале - точно такой же тракт (эмиттерный повторитель, повторитель, детектор) но без контура. Т.к. нужно измерить напряжение на контуре относительно его ведь а не некоего отдельностоящего Vref. Впрочем в целях упрощения и если напряжение генератора достаточно стабильно, можно привязываться к Vref, имея ввиду что оно является лишь приближением

Также на сам контур влияет масса внешних параметров, от которых его тоже нужно оградить, выше уже говорилось - экраны, термостат...

[Tanya]

Автор! А нельзя ли просто мостовую схему использовать на фиксированной частоте для измерения изменения емкости?
Или сделать генератор, включающий измеряемую емкость, и измерять его частоту.
Есть еще у АД специальные микросхемы для измерения емкости.

[Ronin]

Кстати да, обратил внимание, требуемые 100гц на 1 мгц - это ж 0,01% [censored]
Для такой точности в термостат с мегаэкраном не только катушку но и весь девайс и вообще очень жёстко ко всему относиться, в частности схема измерения та что я описал.
И Вы уверены, что при отстройке на +-100гц АЦП и прога смогут корректно отследить прохождение максимума ?

Сообщение отредактировал rezident - Jan 26 2010, 15:31

Причина редактирования: Нарушение п.2.1б Правил форума (нецензурные аллюзии).