Нелинейности внутреннего АЦП в STM32, STM32F103RET6 GH22S 9U Опции

[zWitCh]

И так работаю с контроллером STM32F103RET6 GH22S 9U (это полная маркировка, вдруг важно), работаю на частоте 72 МГц, и вот какая проблема, не зависимо от времени семплирования и настроек АЦП при подачи на вход плавно меняющейся функции (и сигнал с датчика температуры - терморезистора, так и просто источник опорного напряжения регулируемый пробовал) на выходи имеем нелинейности - ступеньки на определенных значениях, см. вложение.

И так поиск по интернету не дал ответа на вопрос что это и как исправлять (ну кроме смены процессора, просто неисправность камня я исключил так как попробовал на двух идентичных контроллерах), положение ступенек не зависит от напряжения, то есть при изменении опорного напряжения ступеньки остаются в тех же точках, хоть это уже другие напряжения, точки в которых есть ступеньки характерные, в них одновременно сменяется сразу много разрядов (отметил это на графике).



Сообщение отредактировал zWitCh - Feb 25 2014, 09:10

[zWitCh]

продолжил свои изыскания, взял я совершенно другую плату (на STM32F103RBT6):

проводами на один из входов подключил источник питания регулируемый, и начал плавно его регулировать попутно записывая все измерения (код программы тот же что и ранее), вот что вышло:

Вроде все хорошо, помехи и выбросы есть и на осциллограмме, они связаны с тем что источник плохой и длинными проводами подключен, но если рассмотреть участок вблизи моей злополучной точке "1023" то мы увидим все ту же проблему:


Тут хорошо видно что вблизи точки "1023" (значение выдаваемое АЦП) полностью отсутствуют значения в диапазоне от 1024 до 1048 и все они заменяются на мои 1023! Дальше я просто посмотрел а АЦП хоть когда либо выдает ли мне на выходе цифры в диапазоне 1024 - 1048, и выяснились что нет, на двух совершенно разных платах и немного разных процессорах...

Обнаружив такую особенность я достал старую добрую STM32-Discovery и запустил тот же код на ней, там все ок, таких особенностей работы АЦП не заметил...

[ViKo]

Вроде все хорошо, помехи и выбросы есть и на осциллограмме, они связаны с тем что источник плохой и длинными проводами подключен, но если рассмотреть участок вблизи моей злополучной точке "1023" то мы увидим все ту же проблему:
...
Обнаружив такую особенность я достал старую добрую STM32-Discovery и запустил тот же код на ней, там все ок, таких особенностей работы АЦП не заметил...

Так не в источнике питания ли дело? Что, если подать питание через дроссель, LC фильтр? Там помехи бегают...

[Tanya]

Так не в источнике питания ли дело? Что, если подать питание через дроссель, LC фильтр? Там помехи бегают...

Источник бы везде. Он ведь не знает про цифры внутри...
А вот если построить график напряжение - код-напряжение(как будто подсоединен виртуальный ЦАП), то что будет?
Будут ли две прямые со сдвигом - до и после магического числа? Если так, то калибровка внутри сбита - этот разряд значительно больше нормального и компаратор уже не добавляет несколько младших.

[zWitCh]

Источник бы везде. Он ведь не знает про цифры внутри...
А вот если построить график напряжение - код-напряжение(как будто подсоединен виртуальный ЦАП), то что будет?
Будут ли две прямые со сдвигом - до и после магического числа? Если так, то калибровка внутри сбита - этот разряд значительно больше нормального и компаратор уже не добавляет несколько младших.

вот тут была картинка в самом начале:

там наглядно показано что выдает (оцифровывает АЦП), на входе напряжение при этом меняется линейно (проверено осциллографом на хорошей развертке)

[Tanya]

вот тут была картинка в самом начале:

Нет, я не то хотела. Подгонку линейной функцией до и после. И вот эти числа. На глаз не видно по Вашим картинкам.

[zWitCh]

Нет, я не то хотела. Подгонку линейной функцией до и после. И вот эти числа. На глаз не видно по Вашим картинкам.

ну я уже новые данные поимел я подовая на вход ШУМ имею кучу значений разных с АЦП, так вот среди этих значений отсутствуют определенные значения всегда, в частности там нет цифр в промежутке 1024-1048, что мне кажется просто невероятным что бы в течении получаса сыпался условно случайный сигнал и в нем ниразу не встретилось напряжение эквивалентное значению с 1024 по 1048 но при этом все другие встречаются великое множество раз...

ШУМИТ... или источник питания, или опорного напряжения (если оно есть), или измеряемый сигнал. На таких частотах, или импульсы короткие, так, что вы их не видите своим осциллографом.


ах, если СИГНАЛА, тогда его и фильтруйте!

Сами путаете:
"проводами на один из входов подключил источник питания регулируемый, и начал плавно его регулировать попутно записывая все измерения"

источник питания подключен на вход АЦП, отдельный источник питания в качестве сигнала, который я оцифровываю, даже не понимаю как еще это можно объяснить что бы стало понятно, батарейку я если подключу на вход АЦП это же не как не будет значить что мой ацп питается от батарейки, я беру ее напряжение как сигнал... фу... все не по теме...

Зачем мне фильтровать сигнал, меня не смущают момехи, напротив меня смущает то что АЦП не при каких входных напряжениях не выдает на выходе скажем "1030" или "1035" и еще пару десятков значений, как это связано с питанием которое мало того что независимое так еще и чистое, ок, допустим помехи, что это за такие синхронные помехи которые сбивают именно АЦП и именно тогда когда он хзочет выдать любую цифру в промежутке от 1024 до 1048 но при этом НИКОГДА не сбивают его в других случаях и в других значениях его передаточная функция гладкая...

[ViKo]

Зачем мне фильтровать сигнал, меня не смущают момехи, напротив меня смущает то что АЦП не при каких входных напряжениях не выдает на выходе скажем "1030" или "1035" и еще пару десятков значений, как это связано с питанием которое мало того что независимое так еще и чистое, ок, допустим помехи, что это за такие синхронные помехи которые сбивают именно АЦП и именно тогда когда он хзочет выдать любую цифру в промежутке от 1024 до 1048 но при этом НИКОГДА не сбивают его в других случаях и в других значениях его передаточная функция гладкая...

Еще раз внушаю - импульсные помехи лезут в АЦП, неважно, каким путем, и сбивают механизм последовательного приближения. Если должен быть код 1026, а старший разряд не установился, потому что помеха в момент его определения сбила его в 0, то больше 1023 уже не набрать.

[Tanya]

Еще раз внушаю - импульсные помехи лезут в АЦП, неважно, каким путем, и сбивают механизм последовательного приближения. Если должен быть код 1026, а старший разряд не установился, потому что помеха в момент его определения сбила его в 0, то больше 1023 уже не набрать.

Какая-то у Вас очень проницательная (избирательная) помеха.

[zWitCh]

Какая-то у Вас очень проницательная (избирательная) помеха.

да вот и я о том же, вобщем пока мы тут общались на вход АЦП гнал я псевдослучайный сигнал (пилу с генератора), затем вывел всё что оцифровывал мне мой АЦП, так вот в его результатах напрочь отсутствует целая груда значений, то есть при любом входе он никогда не выдает определенные цифры на выходе...

На данной диаграмме хорошо видно что определенные значения я на выходе у АЦП не получаю никогда, хотя на входе была достаточно гладкая функция без разрывов...

Еще раз внушаю - импульсные помехи лезут в АЦП, неважно, каким путем, и сбивают механизм последовательного приближения. Если должен быть код 1026, а старший разряд не установился, потому что помеха в момент его определения сбила его в 0, то больше 1023 уже не набрать.

да все верно, только вот что это за помеха то такая которая сбивает только когда у меня ацп хочет выдать 1024 - 1049 (и еще пары диапазонов которые всегда одни и теже и мало вообще от чего зависят, просто есть) но никогда не сбивает при других выходных значениях, при этом источник питания и источник сигнала независимы и питание чистое...

Сообщение отредактировал zWitCh - Feb 26 2014, 13:45

[Tanya]

да все верно, только вот что это за помеха то такая которая сбивает только когда у меня ацп хочет выдать 1024 - 1049 (и еще пары диапазонов которые всегда одни и теже и мало вообще от чего зависят, просто есть) но никогда не сбивает при других выходных значениях, при этом источник питания и источник сигнала независимы и питание чистое...

Так можете тактовую частоту понизить на порядок?
Я даже догадываюсь, где еще сбоит.