Точность АЦП Меги48 при переключении каналов Опции

[Burner]

Кто знает - если АЦП работает примерно при 60 ksps, как рекомендует даташит, но им все время меряют по очереди 3 или 4 канала - он сохраняет свою 10-битную точность? И сколько тактов при этом уходит на каждое измерение?

[ILYAUL]

Кто знает - если АЦП работает примерно при 60 ksps, как рекомендует даташит, но им все время меряют по очереди 3 или 4 канала - он сохраняет свою 10-битную точность? И сколько тактов при этом уходит на каждое измерение?

Он сохраняет, а куда ему деваться и от переключения каналов это не зависит , если Вы не дергаете его до окончания преобразования. Tпреоб=14x(количество циклов преобраз)/Fацп. Где (количество циклов преобраз)= 1 -> бесконечность , Fацп = частота самого ацп , после предварительного делителя. Да , забыл 14 - это как раз такты

Сообщение отредактировал ILYAUL - Dec 4 2009, 20:52

[Dx!]

как рекомендует даташит

Где же он такое рекомендует? Где вы такие даташиты берете???

By default, the successive approximation circuitry requires an input clock frequency between 50
kHz and 200 kHz to get maximum resolution. If a lower resolution than 10 bits is needed, the
input clock frequency to the ADC can be higher than 200 kHz to get a higher sample rate.

И такое, за редкими правками, практически в любом даташите на авр, во всяком случае на mega48 точно...

Up to 15 kSPS at Maximum Resolution

A normal conversion takes 13 ADC clock cycles. The first conversion after the ADC is switched
on (ADEN in ADCSRA is set) takes 25 ADC clock cycles in order to initialize the analog circuitry.

Сообщение отредактировал Dx! - Dec 4 2009, 21:36

[Burner]

Спасибо, что отписали!
- Где же он такое рекомендует? - Видимо, выдал желаемое за действительное - там написано • Up to 76.9 kSPS (Up to 15 kSPS at Maximum Resolution).
в ПДФ вроде написано - если переключать ADMUX через один такт АЦП(ну или еще позже) после начала преобразования, то выборка будет сделана из того канала, который был включен при начале преобразования. Это когда "normal conversion takes 13 ADC clock cycles".
Это правда, и измерение при этом получается не хуже, чем если ADMUX вообще не трогать? У меня возникли сомнения, потому что в другом месте ПДФ написано, что выборка при "normal conversion" занимает 1,5 такта АЦП.
Если я запущу АЦП Меги48 в режиме Free running на 53 kSPS - на какую точность и линейность можно рассчитывать?
Предположим, плата разведена правильно, переключать каналы буду при каждом измерении.

Сообщение отредактировал Burner - Dec 5 2009, 14:29

[niXto]

При 53 Ксэмплов будет точность 9...8 бит... АЦП в АВРках - это не АЦП а диверсия...

Если переключать каналы В КОНЦЕ каждого измерения (в прерывании от АЦП или ПЕРЕД стартом нового), то никаких задержек не будет и при выходе из прерывания и старте нового измерения будет захвачен новый канал. Это только если менять канал ПОСЛЕ СТАРТА преобразования, когда он УЖе работает - тогда новый канал будет захвачен только после финиша текущего преобразования

[Burner]

Спасибо, вроде понял.
Ну альтернативы покуда не вижу.. Дешево и сердито, такскать. И к АВР я привык, а другой контроллер еще изучать надо.

Сообщение отредактировал Burner - Dec 8 2009, 12:54

[_Pasha]

Это для моторных применений? Если да - то Free Running там не нада. Лучше по таймеру, в середине фазокорректного (треугольного) ШИМа

[oran-be]

В даташитах на АВРы есть конретная дырень - в них совершенно не описана УВХ. И при переключении каналов необходимо учитывать время на заряд емкости УВХ. В противном случае результат изиерения будет среднепотолочный между двумя соседними каналами. Если надо быстро переключать каналы - единственный выход - вешать входы мультиплексора АЦП прямо на выходы операционников. При сопротивлении источника сигнала примерно 500 ом на заряд емкости УВХ до 10-битной точности надо потратить примерно 1000 тактов процессора (при 8 Мгц) - это где (это один цикл преобразования на частоте около 100кГц). Следует учесть, что преобразование можно осуществлять в то время, пока УВХ заряжается от другого канала - т.е. можно запустить преобразование, а потом сразу же, не дожидаясь конца преобразования, переключить канал.
З.Ы. !!! если мерить внутреннюю опору в АВР, то у нее выходое сопротивление около 30 кОм и, для нормального ее измерения, необходимо удерживать мультиплексор на ней в течении не менее 10000 тактов (при 8 Мгц)
З.Ы. З.Ы. Для более полной информации можно почитать даташиты на Микрочиповские контроллеры - там это расписано дастаточно подробно, а схемы УВХ, как я понимаю, особой разницы не имеют.

[Rst7]

В даташитах на АВРы есть конретная дырень - в них совершенно не описана УВХ.

Не хочу Вас расстраивать, но все там описано. И в худшем случае время до достижения точности 0.1% будет порядка 9мкс - 100кОм (максимальное последовательное сопротивление последовательно с ключом УВХ согласно даташиту) на 14пФ (емкость конденсатора УВХ, смотри там же).

Посему, где Вы взяли мифические 1000 тактов - я хз. Сотня - еще куда ни шло, это при худшем раскладе.

[smk]

З.Ы. !!! если мерить внутреннюю опору в АВР, то у нее выходое сопротивление около 30 кОм и, для нормального ее измерения, необходимо удерживать мультиплексор на ней в течении не менее 10000 тактов (при 8 Мгц)

Подскажите, если не трудно. Мне нужно непрерывно мерять 4 канала по очереди. Тактовая 10 МГц / 64. Как это правильно делать чтоб иметь корректный результат по каждому каналу? Спасибо.

Раньше часто говорилось про некорректность первого результата после переключения канала.

[oran-be]

Подскажите, если не трудно. Мне нужно непрерывно мерять 4 канала по очереди. Тактовая 10 МГц / 64. Как это правильно делать чтоб иметь корректный результат по каждому каналу? Спасибо.

Раньше часто говорилось про некорректность первого результата после переключения канала.

Я строил движок так - запускал АЦП в режиме Free Running Conversion и разрешал прерывания по АЦП. В прерывании я вынимаю значение значение из регистра ADC, а потом переключаю канал. Можно запускать АЦП и в обычном режиме, но тогда надо ручками его каждый раз запускать.
Вот пример для ИАРа:

Код

#pragma vector = ADC_vect
__interrupt void AdcHdr(void){
          switch((ADMUX & MUX_MASK))  // поднимаем контекст преобразования
          {                                            //
                  case 2:   // Мультиплексор был установлен на канал 2
                  {  //!!! ВНИМАТЕЛЬНО !!! Преобразован канал 1 (!) - канал 2 закончил заряжать УВХ    
                         wCurrCh1 = ADC;   //Сохраняем канал 1
                         ADMUX |= 1;          //  Включаем мультиплексор на канал 3 - канал 2
                                                             //конвертируется, канал 3 заряжается
                         break;
                  }
                  case 3:
                     ..........................................................
          }
}

Если необходимы задержки в случае высокого выходного сопротивления источника сигнала, необходимо задерживать переключение мультиплексора и делать пустые преобразования.

[SasaVitebsk]

Я могу только добавить, что лучше порт ADC полностью освободить от цифровых задач.
У меня 2 аналогичных проекта. Один на м8/м88 - там задействованы несколько ног PORTC(ADC) для управления нагрузкой ~ 20ма. Всё делается синхронно с переключением каналов и т.д. Пробовал DIDR использовать.
Во втором проекте используется CAN128. Там порт АЦП полностью свободен.

Качество работы АЦП на CAN128 - отличное. На м8/м88 - значительно хуже (~7 разрядов).

[Александр Куличо...]

Следует учесть, что преобразование можно осуществлять в то время, пока УВХ заряжается от другого канала

У авр ацп последовательного приближения. И УВХ используется преобразователем во время процесса преобразования. Соответственно, преведенное выше утверждение неверное. Чтобы это понять, достаточно посмотреть на блок-схему ацп в даташите или посмотреть вышеприведенную ссылку.
Кроме того, в даташите совершенно конкретно указано, когда и на протяжении какого времени осуществляется выборка и захват:

The actual sample-and-hold takes place 1.5 ADC clock cycles after the start of a normal conversion

И анилизируя графики из даташита, видим что выборка и захват почти всегда (кроме первого запуска) осуществляется чарез 1,5 цикла АЦП после обновления адреса на мультиплексоре. То есть при рекомендованой максимальной частоте 200 кГц имеем время выборки 7,5 мкс
А " в случае высокого выходного сопротивления источника сигнала" на него нужно ставить повторитель, так как рекомендуемое выходное сопротивление источника сигнала - не более 10кОм. Как вариант можно попробывать уменьшить частоту АЦП до 50 кГц. Или сменить чип (напр, на мегу16) и использовать дифференциальный режим (для него сопротивление источника - не более "пару сотен" кОм).

Подскажите, если не трудно. Мне нужно непрерывно мерять 4 канала по очереди. Тактовая 10 МГц / 64. Как это правильно делать чтоб иметь корректный результат по каждому каналу? Спасибо.

Если запустить в режиме непрерывного преобразования (Free Running Mode), то по прерыванию от АЦП:
a) читаем регистр ADC б) меняем канал. Порядок пунктов а) и б) в общем случае не важен. При этом прочитанный регистр ADC будет показывать значение из канала, который был выбран в позапрошлом прерывании.
А первые 2 прерывания (после запуска АЦП) дадут занчение канала, который был выбран при запуске.

Для понимания сути:
когда мы вошли в прерывание, то:
1. ADCH:ADCL содержит значение из канала, выбранном в позапрошлом прерывании
2. канал, выбранный в прошлом прерывании, в данный момент обрабатывается
3. новый канал, который мы записали в ADMUX, попадает в буферный регистр. Он
автоматически будет перезаписан в ADMUX за 1 такт(АЦП-ешный) до конца преобразования. По истечению этого такта получим новое прерывание от АЦП.

Естественно, что нельзя допускать пропусков прерываний от АЦП и в прерывании обязательно вычитывать ADCL (опционально) и после него ADCH.

[stells]

выборка и захват почти всегда (кроме первого запуска) осуществляется через 1,5 цикла АЦП после обновления адреса на мультиплексоре. То есть при рекомендованой максимальной частоте 200 кГц имеем время выборки 7,5 мкс

но действительно

Раньше часто говорилось про некорректность первого результата после переключения канала.

[singlskv]

но действительно

Такое получалось при высокоомном источнике только...