Покритикуйте схему, 5 каналов и 5 АЦП под мега8 Опции

[Rockstein]

Уважаемые форумчане и форумчанки...

Набросал схему измерительного прибора. Так как это немного не мой профиль, хотелось бы услышать ваше мнение.

Суть схемы оцифровать сигнал с пяти фотодиодов и передать по rs485. Причем фотодиоды направлены в 5 сторон: север-юг-запад-восток и зенит. Снимать сигнал нужно одновременно со всех пяти и постоянно. Данные посылаются на даталогер и там они хранятся,в общем это уже не мой геморрой.

Ограничился 16-битным разрешением. Если реально получу 14 бит точность, буду доволен. Хочу попробовать 1килосэмпл в секунду и выше если получится. Нужно это для отслеживания освещенности в комнате и на улице при движении солнца а так же при вспышках фотоаппарата или фар проезжающих машин.

Идея в том чтобы не заморачиваться с мультиплексором и семпл-холдом, а взять 5 отдельных ацп. Выбрал AD7684. Подходит по скорости и разрешению. Имеет SPI шину. По падающему фронту CS запускается измерение и потом вытягиваются данные. Хочу объединить CS и SCK на всех пяти, а DATAOUT отдельно с каждого брать. В результате запускать конверсэйшн буду одновременно на всех и считывать данные синхронно с каждого. Кто такое уже делал, поделитесь подводными камнями.

Выглядит это все так:
5 таких вот трактов

потом мега8 контроллер

и блок питания


Входные каскады: первый входной каскад это трансимпедансный усилитель, потом еще усилитель по напряжению и буфер ацп. Конденсатры в обратной связи нужно еще подогнать под оптимальную полосу пропускания

Питаться будет плата от 24 волт через длинные провода, поэтому комонмод chokeё и дс-дс. Отдельный для аналоговой части и отдельный для контроллера. Потом LC фильтр и лдо малошумящий регулятор для аналоговой части. АЦП и ИОН запитаны через отдельный регулятор. Массы буду разделять. От каждого дс-дс своя масса. Одна под контроллер и интерфейсы, другая под всю аналоговую часть.

Так как массы разделены и опасаясь токов между ацп и котроллером вставил ADuM изолятор.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Теперь вопросы:
Нужно ли для 16 бит разделять массы? Обоснован ли ADuM изолятор? Можно ли ацп и входные каскады от отдного регулятора запитать?
Фильтр по питанию не идеален. У кого какой опыт по стабилизации напруги от дс-дс?
Если гальваноразвязка не требуется, обоснованно ли соединить массы на входе и на выходе дс-дс?
Не провиснет ли импеданс на выходе ион под нагрузкой 5-ти входов ацп? ион хоть и с буфером, но после 10кгц импеданс возрастает круто.

Какое-то чувство странное...что я еще не учел?

[Tanya]

Уважаемые форумчане и форумчанки...

Посмотрите ddc118 - все в одном флаконе.
http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/ddc118.html

[Rockstein]

Посмотрите ddc118 - все в одном флаконе.
http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/ddc118.html

Спасибо, просмотрел даташит - штука классная, что касается постоянного интегрирования, и точности. Но нет возможности для каждого канала свой диапазон, и нет возможности точной подстройки усиления.

В моем случае нужно каждый канал откаллибрировать, под скажем 5В-10Клкс, можно, конечно, и дигитально, но не хочется.

Хорошая, должно быть, штука. Вскоре должен получить отладочный модуль, посмотрим, "что это за Сухов"...
Однако, автору, возможно, из этого что-то больше подошло бы.

К сожалению фотодатчики свои и со своим особым светофильтром, изготовленным вручную. Тау варьирует от экземпляра к экземпляру, но спектрально они V(лямбда). Поэтому этот девайс не катит к сожалению. Поэтому и усиление хочется варьировать на 50%.

Я тут образумился (спасибо всем за критику). Возьму сигма-дельта AD7738 на восемь каналов. Очень понравилась калибровка в нем. Установил нормированный свет или затемнил и калибрируй. Он сам фактор и оффсет рассчитает для каждого канала. Может обойдусь без второго каскада. Еще он держит 15бит пик-пик при нескольких килоSPS. Класс.

Собственно вопрос. Для трансимпеданса выбрал AD8605. Нравится, что можно от 5 вольт запитать. Выходной импеданс характеризуют 1Ом на 1Мгц, думаю потянет для входа сигмадельта.
Альтернативно OPA129 от TI, но ему надо +/-15В и выходной импеданс не специфицирован.

В аналоговой части полная лажа. Дальше вообще не смотрел. Но при таком обвесе и штучном изготовлении уже выбор Mega8 убивает напрочь. Эти 10K люксов перегрузят уже входной каскад 1,5nA*10000*1M = 15V. А уж шуметь оно будет и сдвиг иметь..... 16bit, говорите хочется

Ну я не претендую на аналогового гуру, у всех свои слабые места. Выбор не мега8 а мега32, я опИсался. Очень важен JTAG для дебага, которово в мега8 нет. Спасибо за расчеты, но 1,5нА/люкс это у голых фотодиодов, без фильтра. Что мне за фильтр поставят я не знаю. Просто по максимуму рассчитывал с 1Мом. А меньше всегда лучше будет. Когда будут датчики, подгоню
Про шуметь не согласен, первые два каскада, как показал опыт, совсем мало шумят, около 100мкВ пик-пик.Конечно от линейных стабилизаторов. Во дрейфовать они могут, а еще если плата грязная на входе

[zltigo]

Про шуметь не согласен, первые два каскада, как показал опыт, совсем мало шумят, около 100мкВ пик-пик

Не знаю, какие Вы там "опыты" ставили, но в документации шумовые параметры прописаны. Осталось посчитать и посмотреть на результат.

Выбор не мега8 а мега32, я опИсался.

Один черт.

Очень важен JTAG для дебага....

Ну да, конечно "два байта переслать" без отладчика уже не написать

[Rockstein]

Не знаю, какие Вы там "опыты" ставили, но в документации шумовые параметры прописаны. Осталось посчитать и посмотреть на результат.


Один черт.

Ну да, конечно "два байта переслать" без отладчика уже не написать

Учиться, учиться и учиться, как говорил вождь. Я не претендую на звание специалиста, поэтому два байта переслать с первого раза не получиться . Пошел смотреть на шумы и документацию

Я не очень внимательно смотрела, но кроме выбора конденсатора, можно еще менять время интегрирования.
При 20 разрядах не стоит говорить про 50% подстройку усиления. Кроме всего прочего, у Вас один экземпляр.
Поэтому Вы можете подстраивать световой поток оптикой - в простейшем случае - дырочка. Можно также менять конденсаторы "на ходу".


OPA2380 3 штуки, если Вы любите 5 вольт. Специальный трансимпедансный с нулевым дрейфом.
Подумайте еще раз - интегратор - это Ваше Все. Вспышка может быть несколько десятков микросекунд.

Уж очень экзотический девайс, у нас кроме как в дигикей его нигде нет. Я как раз этого и опасаюсь, что это мое ВСЕ. Если не заработает, ничего не поделаешь, все по новой. Или если по криворукости спалю его-это тоже все. Есть у меня какая-то опаска такого интегрального решения. Склоняюсь больше к ацп и 5 входных каскадов.

Оптикой орудовать нет смысла. Дорого, сложно и не нужно. Электронно проще.

opa380 очень хорош и доступен. Грабли в том что 0.5В биас на неинв. вход цеплять надо, чтобы нижний рейл убрать, если не брать +/-2.5В питание. Если брать только один входной каскад, то диод надо включать анодом на массу. Включение катода на массу выгоднее, что касается наводок. Так как субстрат фотодиода находится на катоде. Поэтому нужен компромисс.

а) Либо биполярное питание и фотодиод субстратом на массе, при этом выход первого каскада (low Ib ОУ) негативный, второй каскад инвертирует и подстраивает усиление.
б) Либо субстрат фотодиода не на массе и только один каскад например на опа380.

Проблема в том что фотодиоды открыты и если к ним поднести проводник (лист метала например) меняющий свой потенциал то получим конденсатор через который зайдет помеха. Если субстрат (катод) на массе, площадь обкладки на аноде в разы меньше, чем если субстрат на входе ОУ.

Как быть?