Из темы "Сравнение AVR и 51", Пример реализации 14bit ADC на AVR Опции

[mse]

130 Powerful Instructions – Most Single-clock Cycle Execution
На самом деле впоследствии оказывается...

Впоследствии оказывается, что самые важные команды(арифметицкие и логицкие а так-же доступ к большинству важных портов) таки, в большинстве, одноцикловые. А всякая вспомогательная ересь(загр-выгр, вызовы, переходы...), да, поболее будет. Просто в нормальной программе загружается 2-4 операнда, над ними, в грубой и извращённой форме, проводятся, насколько возможно более длительные, логицко-арифметицкие действия, а затем, по необходимости, поисходит выгрузка результата. И получается, что расход тактов на ввод-вывод 1-10%максимум.
А песатель, грузящий два байта, складывающий их и запоминающий результат, достоин одного известного почотного звания. ;О) Можете спросить у =АВР=а, под настроение может присвоить.
Про прерывания, многозадачность и 32 регистра, это ваще клиника. ;О) =АВР= просто обязан присвоинть внеочередное почотное звание.
На компараторе вполне успешно делал АЦП двойного интегрирования 14р точности. Разрядность, ессно, выше. ;О) Никакихособых проблем с его параметрами не испытывал никогда. ЛМка трёхрублёвая ничем не лучше. В общем, кочайте последний дривер ruki.sys и настойчиво им овладевайте...

[zltigo]

После этого и мне не захотелось бы раскрывать "великую" тайну.

"А был ли мальчик?"

[oran-be]

Я уже приводил достигнутую точность измерения Uвх/Uпит, без учета точности поддержания U/2. Вроде вопросов не возникло. Добавлю, при -10...+40 С и времени измерения 300мс.

Могли бы уточнить - точность измерялась на реальном тензодатчике или использовался эмулятор. И какой опер на входе стоял? Например, ЛМ358 и тензодатчик - несколько несовместимые вещи.

Если mse не появляется здесь, то правильно делает. Судя по тому, что в самом начале ветки с ним тут разговаривали как с тупым. После этого и мне не захотелось бы раскрывать "великую" тайну.

Насчет категоричных заявлений попросил бы воздержаться. Все отностительно. Все зависит от соотношения самопозиционирования себя в своих постах и прикладываемой к этому информаации.

[GetSmart]

Насчет категоричных заявлений попросил бы воздержаться. Все отностительно. Все зависит от соотношения самопозиционирования себя в своих постах и прикладываемой к этому информаации.

Вы же сами сверхкатегорично критиковали саму идею такого АЦП на внутреннем компараторе, пока Oldring не указал на вашу же черезмерную категоричность.

А то, как mse себя позиционировал было вполне корректным. Я уже говорил, что на его месте я бы так же общался с недообразованными критиками. Без обид. Но со стороны было виднее, что безо всяких вопросов о механизме обхода недостатков внутреннего компаратора на mse сразу же посыпались заявления о том, что такого не может быть и точка!

Сообщение отредактировал GetSmart - Nov 9 2007, 13:13

[oran-be]

Похоже, в ваших правилах как можно чаще применять Бритву Оккама...
Категоричная критика и категоричное заявление - несколько разные вещи. И читайте внимательно тему. Было заявлено, что была реализация 14-бит АЦП с применением внутреннего компаратора АВР, что естественно вызвало некоторое недоумение в определенных кругах. До сих пор, кроме надувания щек и стука кулаками в грудь, что якобы такой девайс существует, других аргументов не представлено.

[Oldring]

Вы же сами сверхкатегорично критиковали саму идею такого АЦП на внутреннем компараторе, пока Oldring не указал на вашу же черезмерную категоричность.

А то, как mse себя позиционировал было вполне корректным. Я уже говорил, что на его месте я бы так же общался с недообразованными критиками. Без обид. Но со стороны было виднее, что безо всяких вопросов о механизме обхода недостатков внутреннего компаратора на mse сразу же посыпались заявления о том, что такого не может быть и точка!

Кстати, когда-то давно реализовывал на простейшей рассыпухе АЦП двойного интегрирования с шумом меньше 20 разрядов для оптических измерений. Классическая схема. Операционник - К544УД1. Конденсатор - К73-17. Компаратор - К554СА3. Коммутатор - К590КН6. Опора - стабиллитрон с К140УД7. Однокристалка - ВЕ51. Абсолютная точность практически никакой роли не играла, поэтому её и не исследовал. Интегрировало, правда, несколько секунд - быстрее было особо не нужно. Самое сложное было - с точностью до такта однокристалки учесть суммарное время интегрирования в каждую сторону.

[mse]

О! Вот они вы где...А я думал, почикали...;О) Читаю, плАчу.
Стока умного написано, что на всё даже не ответишь. Рука не подымается. Пишите ещё...Хотя стоило бы сперва букварь какой почитать.

PS: и как мы сможем на схему посмотреть если mse не сможет ее запостить...
После этого и мне не захотелось бы раскрывать "великую" тайну...

Постить смысла нет никакого и тайны великой тоже нет: все тупо классически и без экономии спичек. Единственная "нестандартность" - выход интегратора 0...15В. Сделано было сразу, на всякий случай, может и от +5В работало бы. Критичным оказалось исполнение интегратора с малыми утечками и электроабсорбцией. Ну и кой какие алгоритмические тонкости по началу цикла измерения. Для обеспечения идентичности условий работы компаратора в начале и конце измерения. ;О) Всё...

[zltigo]

На компараторе вполне успешно делал АЦП двойного интегрирования 14р точности. Разрядность, ессно, выше. ;О) Никакихособых проблем с его параметрами не испытывал никогда. ЛМка трёхрублёвая ничем не лучше. В общем, кочайте последний дривер ruki.sys и настойчиво им овладевайте...

Стока умного написано, что на всё даже не ответишь. Рука не подымается. Пишите ещё...Хотя стоило бы сперва букварь какой почитать.

Разговор на уровне "одна баба сказала".
Мои надежды на то, что mse сможет оказаться не бабой не оправдались.

[deemon]

Кстати, когда-то давно реализовывал на простейшей рассыпухе АЦП двойного интегрирования с шумом меньше 20 разрядов для оптических измерений. Классическая схема. Операционник - К544УД1. Конденсатор - К73-17. Компаратор - К554СА3. Коммутатор - К590КН6. Опора - стабиллитрон с К140УД7. Однокристалка - ВЕ51. Абсолютная точность практически никакой роли не играла, поэтому её и не исследовал. Интегрировало, правда, несколько секунд - быстрее было особо не нужно. Самое сложное было - с точностью до такта однокристалки учесть суммарное время интегрирования в каждую сторону.

Я тоже в 80-е годы делал на подобной же дешёвой рассыпухе АЦП , только дельта-сигму . ОУ был чуть похуже - К140УД8 . Тактовая частота была 1 мгц , а коэффициент преобразования - 1 герц/мв , соответственно , при времени измерения 1 сек схема давала 6 десятичных разрядов ( соответствует примерно 20 битам ) .... очень хорошо для такого барахла Помню только , что шум был в младшем разряде , и достигал нескольких единиц .... но если вместо УД8 поставить что-то поприличнее , то шум был бы ещё гораздо меньше .
Вообще , как я мыслю , для изготовления АЦП на дешёвой элементной базе дельта-сигма лучше , чем двойное интегрирование , хотя принципы и похожы , в сущности . Если у компаратора есть , например , шумовые флуктуации порога срабатывания , то понятно же , что в дельта-сигме это будет меньше влиять , ибо временной интервал между соседними срабатываниями компаратора в методе двойного интеорирования на несколько порядков больше , соответетвенно , и "убежать" за это время этот порог может значительно дальше . ПОэтому в методе дельта-сигма решающую роль играет качество ОУ ( хотя и для его шума , ИМХО , верны те же соображения ) , ну и ключи влияют , разумеется ... а вот компаратор можно ставить вообще примитивный , или совсем обойтись без него , используя просто вход логического элемента или простую схему на одном транзисторе .

[Oldring]

Если у компаратора есть , например , шумовые флуктуации порога срабатывания , то понятно же , что в дельта-сигме это будет меньше влиять , ибо временной интервал между соседними срабатываниями компаратора в методе двойного интеорирования на несколько порядков больше , соответетвенно , и "убежать" за это время этот порог может значительно дальше .

Да нет - тут важно насколько порог убегает по отношению к скорости нарастания сигнала, и при многократном интегрировании скорости нарастания достаточно большие чтобы это было несущественным. И важны пороги только начала измерения и конца. Может быть сигма-дельта был бы получше - но тогда я был студентом и теорию сигма-дельта АЦП еще не читал Но и так получилось прилично, тем более, что доступные однокристальные АЦП такой разрядности тогда еще не появились. Помню, что чтобы увидеть низкий шум самого АЦП приходилось на вход подключать плоскую батарейку Причем медленные дрейфы сигнала устранялись при обработке - важны были разности соседних отсчетов. Полное время интегрирования сигнала было 4 секунды при дискрете таймера 51-й микросекунда.

[deemon]

Да нет - тут важно насколько порог убегает по отношению к скорости нарастания сигнала, и при многократном интегрировании скорости нарастания достаточно большие чтобы это было несущественным.

Да , кстати , и это тоже важно ! Тут со всех сторон выгода получается ..... Что меня удивляло всегда - почему такой простой и надёжный метод преобразования не применяли в отечественных цифровых вольтметрах ? Большинство приборов были 4-разрядные , и я видел только один 5-разрядный , но его АЦП был настолько громозкий и дебильно сделанный , что постоянно глючил ...... а тут - на простой и дешёвой элементной базе легко получается 6 разрядов , а цифровая часть представляет собой простой частотомер , и его можно собрать на дешёвом микропроцессоре , даже не на рассыпухе , и почему так не делали ???
Кстати , вот и современные медленные и точные 24-битные АЦП тоже все дельта-сигмы , а 24 бита - это примерно 7 десятичных разрядов . Это , надо полагать , максимально достижимая в настоящее время точность при частоте выборок порядка сотен герц . Но что характерно - если не предъявлять экстремальных требований к точности и скорости , то даже и сейчас можно не покупать специальный дорогой АЦП , а подключить к микропроцессору хороший ОУ и ключ , и сделать схему , которая легко даст 20 бит при времени измерения порядка 0,1-1 сек . Это может оказаться выгоднее по цене комплектующих .

[oran-be]

Я тоже в 80-е годы делал на подобной же дешёвой рассыпухе АЦП , только дельта-сигму . ОУ был чуть похуже - К140УД8 . Тактовая частота была 1 мгц , а коэффициент преобразования - 1 герц/мв , соответственно , при времени измерения 1 сек схема давала 6 десятичных разрядов ( соответствует примерно 20 битам ) .... очень хорошо для такого барахла Помню только , что шум был в младшем разряде , и достигал нескольких единиц .... но если вместо УД8 поставить что-то поприличнее , то шум был бы ещё гораздо меньше .
Вообще , как я мыслю , для изготовления АЦП на дешёвой элементной базе дельта-сигма лучше , чем двойное интегрирование , хотя принципы и похожы , в сущности . Если у компаратора есть , например , шумовые флуктуации порога срабатывания , то понятно же , что в дельта-сигме это будет меньше влиять , ибо временной интервал между соседними срабатываниями компаратора в методе двойного интеорирования на несколько порядков больше , соответетвенно , и "убежать" за это время этот порог может значительно дальше . ПОэтому в методе дельта-сигма решающую роль играет качество ОУ ( хотя и для его шума , ИМХО , верны те же соображения ) , ну и ключи влияют , разумеется ... а вот компаратор можно ставить вообще примитивный , или совсем обойтись без него , используя просто вход логического элемента или простую схему на одном транзисторе .

Тип используемого компаратора не указали. Если популярный 554СА3(?), популярный на те времена. то он по сравнению с Атмеловским просто суперпрецезионный. Он даже значительно лучше, чем популярный сейчас ЛМ393(339).
А в интегрирущих АЦП, скорее всего, имеет место "неявное усреднение". В принципе и из 10-битного АЦП последовательного приближения также можно извлечь 14 и даже 16 разрядов, только придеться произвести много измерений и потом усреднить результат. Так же и в дельта-сигме ввиду частого срабатывания компаратора скорее всего имеет место понижение его шума через усреднение. В Ацп двойного интегрирования компаратор срабатывает 2 раза за цикл и поэтому важна его точность. Зато интегируются входные шумы и шумы операционника.

[deemon]

Тип используемого компаратора не указали. Если популярный 554СА3(?), популярный на те времена. то он по сравнению с Атмеловским просто суперпрецезионный. Он даже значительно лучше, чем популярный сейчас ЛМ393(339).

Так в этой схеме можно обойтись даже и без компаратора , используя просто вход логики , при этом лишь немножко увеличивается шум , что сказывается на коротких интервалах измерения ...... так что компаратор от процессора Атмел скорее всего подойдёт А 554СА3 - хороший компаратор , это же , если мне память не изменяет , LM311 передранный .

Вообще-то , хоть я и не программист , но думаю , что реализация этой дельта-сигмы на процессоре не должна быть сложной , и уж точно будет проще метода двойного интегрирования . Там из аналоговой части останется только ОУ и один ключ ( лучше токовый , дифференциального типа , но пойдёт и обычный КМОП ключ ) , а всё остальное , включая компаратор - будет в составе процессора . Просто и удобно .

Сообщение отредактировал deemon - Nov 11 2007, 15:20

[rezident]

Вообще-то , хоть я и не программист , но думаю , что реализация этой дельта-сигмы на процессоре не должна быть сложной , и уж точно будет проще метода двойного интегрирования . Там из аналоговой части останется только ОУ и один ключ ( лучше токовый , дифференциального типа , но пойдёт и обычный КМОП ключ ) , а всё остальное , включая компаратор - будет в составе процессора . Просто и удобно .

Извиняюсь, что не про AVR, но на MSP430 со встроенным компаратором сигма-дельта реализуется на одном резисторе и одном конденсаторе. В качестве опоры напряжение питания, но, благодаря малому потреблению MSP430, его в принципе можно запитать прямо от выхода большинства интегральных ИОН. При частоте тактирования 8МГц получается разрешение около 12р за 10мс.
А вот пример использования встроенного в MSP430 компаратора в качестве узла АЦП с двойным интегрированием (у TI он именуется slope ADC).
P.S. вот тут более подробно про slope ADC.

[deemon]

Кстати , технология slope ADC , описанная выше - это не двойное интегрирование , а разновидность преобразования напряжение-время ( сопротивление-время ) с подсчётом этого времени процессором . Там в самом простом случае в расчёт входит ёмкость конденсатора , отсюда и меньшая точность . Зато ОУ на надо , и схема ещё проще В некоторых случаях - нормальное решение , особенно если применить трюк с поочерёдным разрядом кондёра то через измеряемый резистор , то через образцовый , как сделано в той статье . Это как раз позволяет устранить главный недостаток - влияние ёмкости конденсатора ....

То же можно сказать и про упрощённую схему delta-sigma без ОУ . Проще схема , но меньше точность - входное напряжение не интегрируется на конденсаторе , и это увеличивает влияние шумов и наводок , также и больше требовния к качеству компаратора - его сдвиг складывается с сигналом .

Сообщение отредактировал deemon - Nov 11 2007, 20:09

[rezident]

Кстати , технология slope ADC , описанная выше - это не двойное интегрирование , а разновидность преобразования напряжение-время ( сопротивление-время ) с подсчётом этого времени процессором .

Ну да, в этом примере на диаграмме не двойное интегрирование. Там сравниваются времена разряда одного и того же конденсатора через образцовый резистор и через измеряемый.

больше требовния к качеству компаратора - его сдвиг складывается с сигналом .

У компаратора в MSP430 есть фишка, состоящая в том, что изменяя значение всего одного управляющего бита можно поменять между собой подключение входов компаратора к входным пинам. В примере этот факт отражен. Во время одного полного измерения входы компаратора однократно меняются между собой так, что смещение входов оказывается скомпенсированным.