Помогите, кто чем может, желательно из личного опыта или из достоверных источников по поводу ожидаемых неприятностей при работе со скоростным 24 разрядными АЦП.

1. Источник опорного напряжения!!!
2. Температура, потоки воздуха, механические напряжения платы, вибрация.
3. Развязка аналоговых и цифровых сигналов.
4. Входной сигнал - он достоин того, чтобы мерить его в таком диапазоне?

Посмотрите Сигма Дельта 24 разрядные АЦП от Linear Technology например LTC2449, LTC2447.

Главная ожидаемая неприятность - ничегонезаработалоичтодальшеделатьнезнаюааа. Рангом ниже - всёработаетнетаккакнадоскажитечтоcделатьсэтимплиииззз.
Если серьёзно - нужно ставить задачу правильно, т.е., описать её по возможности подробно, не пропуская даже мелких и несущественных на Ваш взгляд деталей. Только тогда появится ненулевая вероятность, что Вам помогут добрым советом.

Главных неприятности две. Первая - 24 разряда no missing codes не означают 24-разрядную точность измерения. Поэтому желательно четко осознавать, про какие типы погрешностей идет речь, и как они повлияют на работу системы в целом? Вторая - даже чтобы выжать из кристалла заявленное в даташите нужно колдовать с разводкой печатки, конструкцией аналоговых входов, и обладать некоторым везением. Сигма-дельта АЦП очень хорошо чувствуют наводки из цифры в аналог.

Не надо сильно пугать. Больших неприятностей как правило нет.
Только не надо путать 24 разряда и "скоростной" АЦП. Как правило, одно исключает другое.
Хотя смотря, что понимать под "скоростным"

А почему именно Сигма-дельта АЦП?


Да я и не пугаю. "Я сама боюсь" , да и вообщем-то не путаюсь: 24 разряда, 2,5 МГц - неожиданно скоростной дельта сигма АЦП. А что по существу вопроса, из личного опыта?


Такой Ваш личный опыт, как то не вдохновляет .
Если специалист работал с каким-то прибором, то у него есть какое-то мнение об этом. У меня на столе стоит КИТ и все работает, аж дух захватывает. Но нутром чую, есть какие-то подводные камни. Вот о них и спрашиваю...

Хоть бы назвали, что за кристалл, можно было бы посмотреть что там могут быть за подводные камни. Я работал только со звуковыми 24 битными АЦП.
Если у него дифференциальный входной клок, то, как правило, он критичен к симметрии сигнала. В звуковых там попроще, т.к. клок внутри делится, как минимум пополам, и симметрируется внутри. Про разводку и завязки цифры на аналог уже писали. Еще следует обратить внимание на джиттер клока - при 24 разрядах его видно в полный рост. Лучше, если клок будет кварцованный. Если нужно переменный - делите в целое число раз цифрой. Применять PLL нужно с большой осторожностью. Далее. Обычно у таких АЦП безобразный антилайзинговый фильтр, поэтому, если на входе могут присутствовать частоты выше половины дискретизации, то следует их обрезать аналогом. Как минимум, выше частоты дискретизации чтобы уже ничего не было.

AD7760... У данного АЦП - генератор внешний 40 МГц, так что можно поставить хороший. По заявлению представителя ADI - jitter особой роли не играет. Имеются встроенные цифровые фильтры, которыми поиграть пока не удалось т.к. приданное ПО КИТа не позволяет. Написать свою программу пока не пытались,т.к. упраляющие сигналы идут через ПЛИС и не понятно как формируются программой. Кстати, может кто знает, какую роль здесь может играть ПЛИС. По DataSheet управляющие сигналы прозрачно формируются. На фига ПЛИС в КИТе поставили - не ясно... За опыт - спасибо.

Про джиттер - как это не играет, они даже формулу приводят для рассчета максимально допустимого джиттера, и получается он там совсем не так велик, как хочется. Про фильтры - обратите внимание, что они цифровые и стоят после модулятора, а он - напрямую на входе. Так что все частоты, выше FS/2 - ваши, будут отображаться в нижней полосе с частотой, отраженной от FS/2. Другое дело, если во входном сигнале таких частот нет в Вашем устройстве - тогда проще. Управляющие сигналы через ПЛИС - это удобно, кроме того, позволяет не выдавать на АЦП сигналы, когда они не его (в отличии от ситуации, когда АЦП висит напрямую на шине проца) и уменьшает емкость линий данных. Кстати, о емкости. Очень полезно ставить в разрыв линий данных сопротивления, причем довольно большие (для Ваших частот, видимо, 200-300 Ом) максимально близко к выводам АЦП. Иначе при переходе значений от всех 0 ко всем 1 и наоборот АЦП будет подскакивать над землей так, что не поймаете, фронты очень крутые.
Дальше еще вопрос - для чего Вам 24 бита? Если для получения высокого разрешения - тогда это правильно, а если Вы пытаетесь получить точность 24 бита - смотрите внимательно на datasheet - ее там нет. Кроме того, шум для полосы 2.5 МГц - хуже 100дБ. Если Вы смотрите на первую цифру - 120 дБ, то она относится только к низкочастотным фильтрованным сигналам. Если Вам нужны сигналы до 100 кГц, то есть АЦП со 120 дБ в этой полосе (у японцев).

1.Про jitter - еще раз повторю, так сказал при народно на семинаре представитель ADI, хотя может и тупит, или просто заговорился. Но тогда кому верить?
2.Простой антилайзиноговый фильтр на входе предусмотрен...
3.Тогда вместо АЦП висит не менее скоростная ПЛИС. Оговорюсь, что с ПЛИСами знакома мало. Можно ведь было обойтись просто регистрами. Они кстати есть на плате КИТ для другого подключения, но для него нет ПО.
4. А высокое разрешение и точность разве вещи не совместные? Мне кажется, что при помощи высокого разрешения можно добиться высокой точности. Отпардоньте меня если я не права
5.Смотрели внимательно, не сомневайтесь
6. Выбор сделан. На столе лежит КИТ, все чУдно работает, зачем нам еще АЦП с худшими характеристиками?

Грубо говоря если АЦП отдаст 24 битное число, то это не значит что "за последние нолики-единичики он отвечает". То что он МОЖЕТ отдать 24 разряда, не означает, что они правильные. Просто разброс всех характеристик самого сигнала, внешних параметров и самого АЦП настолько велик, что по сути последние разряды - просто шум.

Вы знаете 24-разрядные не сигма-дельта АЦП? Да и про AD7760 вроде-бы ясно написано, что он сигма-дельта.

Цифра расположена близко к аналогу. Помехи из цифры кратны частоте модулятора. Они отображаются в окрестность DC. Так как частота модулятора высокая - помехи пролазят хорошо. Нужно ли Вам DC и насколько оно ненужно - решайте сами.






Никому нельзя верить на слово Когда система работать не будет - отвечать будет не представитель AD, а Вы. Страница 24 даташита - "MCLK Jitter Requirements". Рассчитывайте исходя из своих потребностей.

Не сердитесь пожалуйста. Конечно же мне, также ка и вам неизвестны 24 разрядные не сигма АЦП. Мне показалось, что вы на этом сделали акцент.
Насчет ваших дальнейших объяснений - чо-то я туплю...

Понятие "разрешение" не очень строгое. У каждого АЦП есть набор различных параметров. Точнее, набор компромиссов. Между, например, SNR на выходе и частотой сэмплирования. Это самый известный, но не единственный компромисс. У этого кристалла, насколько я вижу, можно даже выбирать порядок сигма-дельта модулятора.

Вообще говоря, область достижимого непрямоугольна в пространстве параметров. Вот найти нужную приемлемую точку в этом пространстве возможного - это уже Ваша задача.

При единичном отсчете - это так, при стат. обработке начинают действовать другие правила...
Если шум имеет известный закон распределения - то он иформативен.

Я не сержусь.

Что именно непонятно из дальнейших объяснений? Неизбежной частью сигма-дельта АЦП является сигма-дельта модулятор. От него в первую очередь зависит качество работы кристалла. Модулятор обычно делают на переключаемых конденсаторах. На него подается клок. В несколько раз больше частоты сэмплирования. Дальше сигнал с модулятора пропускают через цепочку цифровых фильтров. Эти цифровые фильтры не могут отфильтровать алиасы в аналоговом сигнале на частотах, кратных частоте клока модулатора. Частоты, кратные частоте модулятора, как раз отображаются в DC. Поэтому такие помехи хорошо заметны.

Ну ссылка правильная. Мы в нее правда не вникали, и поэтому навскидку трудно оценить, насколько все-таки jitter влияет. Однако на всякий случай поставим выскоточный внешний генератор. Нам не жалко. Исходя из наличия datasheeta имеете опыт работы с ним, или так интересуетесь?

Именно на этом и построен принцип работы сигма-дельта АЦП. На корреляционных свойствах шума модулятора. но вот насколько шум информативен - это другой вопрос. У этого сигма-дельта АЦП, кстати, могут быть подводные камни связанные с тем, что модулятор многобитный. Не скажу какие точно - но если хотите заниматься корреляционной обработкой на это нужно обратить пристальное внимание IMHO.



Наличие даташита говорит о умении пользования Интернетом
Работал с другими сигма-дельта АЦП. Кое-какую их теорию изучал. Поэтому просто помогаю.

если не трудно, то гляньте тему "методика поверки АЦП" сообщение 14 (SORRY, не умею делать ссылки). Я там выкладывала результат полученый при помощи КИТ. Прокоментируйте ее по по поводу помех и вообще. А то народ чо-то посмотрел и сдулся...

Если только фильтр не имеет АЧХ с огибающей вида sin(x)/x с нулями на субгармониках и гармониках тактовой. Такое получается, когда фильтр, собственно, представляет из себя (или включает в себя) простой сумматор по периоду, кратному тактовой частоте. В этом случае помехи от тактовой подавляются полностью.

Чтобы получить ссылку - нужно щелкнуть на номер сообщения в правом верхнем углу.

Тему про калибровку я видел. Но некомпетентен. Мне до сих пор удавалось обходиться относительными измерениями - от сигма-дельта АЦП мне в первую очередь были нужны малый шум, высокая присущая ему линейность и большой динамический диапазон, а не высокая абсолютная точность.



Никакой цифровой фильтр с единичным усилением по DC не может иметь нули на частотах, кратных частоте дискретизации.

Может. Простой счетчик импульсов это делает прекрасно. Этот метод применяется в т.ч. и для подавления помех на входе- например, от сети 50 Гц. Сам такие приборы делал. нужно только синхронизироваться от источника помехи- в частном случае, от сети.

Гляньте все-таки, я файл прикрепила... Что скажите про шумы и SNR? Могу картины на других частатах выложить.

Ну-ка, ну-ка, по-моему, и на этот раз наклёвывается что-то интересное.
Вы в этом уверены, уважаемый?

Извините, но Вы только чте сделали фундаментальное открытие в цифровом фильтростроении. До сих пор весь мир считал, что частотная характеристика цифрового фильтра периодична с периодом, равным частоте дискретизации. Если, конечно, её продолжать периодически за область определения [-2/T:2/T). Не могли бы Вы его описать Ваш фильтр более подробно?



Вижу предсказанный подъем в районе DC. Небольшой - это хорошо. Но может быть не хватает разрешения спектра. Вишу ограничение полосы в 35 килогерц. Про абсолютные значения ничего сказать не могу - зависит от того, как нормировали спектр

Нет, уважаемый, здесь просто уличили Вас в элементарном невежестве, и неумении читать внимательно посты других участников.

Сделаю это за уважаемого Designer56 (надеюсь, он будет не в обиде):
H(z)=(1+z^-1)/2.
Исследуйте!

частота дискретизации здесь 78 КГц оттого и ограничение частоты. Насколько корректна, по опыту, картинка? Не смущает SNR порядка 150 dB на подавляющей части спектра? И еще как увидеть более детально частоты близкие к DC, в частности 50 Гц. Что то их совсем не видно, хотя никаких мер не применяли...

Станислав, отвяньте, я это не таким как вы писал.



Сами для начала исследуйте. Именно этот фильтр.

Станислав, а не могли бы вы глянуть на мою картинку и прокоментировать в свете поставленных мною вопросов. А то начнете сейчас непродуктивно бодаться...

Как увидеть? Собрать больше отсчетов. Сделать zoom на картинке. Не смущает. Тем более, что мне неизвестно, как этот спектр считали. С нормировками бывают нестыковочки.

отсчетов 65536 больше уж некуда. Zoom ничего не дает. Вопрос: куда могли деться 50Гц?

Выведите график до 100 герц - посмотрим. 50 герц можно и не заметить, если питание стабиллизированное, и входы закорочены прямо возле кристалла. Неоткуда навестись. Кроме того, как считали спектр? Может быть он всего по 256 отсчетов блоками считался.

Да, верно, ошибочка вышла. Этот фильтр будет иметь первый нуль на частоте Найквиста (половина от выборки)...
Такой фильтр должен быть комплексным... Придумаю попозже.

Я ж говорю, масштабирование на этом участке картины не улучшает. Те-же линии просто растягиваются. Да кто ж его знает как его считали. может нарочно вычистили ? В оболочке от ADI кроме графика цифрами выводятся расчитанные х-ки, в т.ч доминирующие частоты. Их видно в первой трети рисунка. Однако про 50 Гц ничего нет. И нет их как при замкнутом входе, так при разомкнутом, так и при подключенном первичном преобразователе.

Ну так соберите данные в файл и посчитайте в Матлабе.



Когда окончательно осознаете, что облажались - не забудьте извиниться. Как у нас в детском садике учили: "дядя, прости засранца".

Скажите, а общий SNR какой?
Кстати, подъём в области НЧ может быть не только из-за джиттера, но и вследствие избыточного шума (фликкер-шума) усилительного аналогового тракта.

Хорошая мысль, кстати. Однако где гарантии, что файл от ADI не очищен? Вот кстати еще одно из применений непонятной ПЛИС на плате... Ведь наводки не видно и на гистограмме и в режиме осцилографа:практически Гауссово распределение...


По данной картинке оболочка пишет цифрами SNR=121 dB Fs, SINAD - 120,5....

А Вы подайте ему 50 Гц на вход - и посмотрите. Генератором. Потом измените частоту, и убедитесь, что уровень сигнала не меняется.

Когда даешь генератором, то 50 Гц на месте. Конечно надо все детальнее и разнообразнее смотреть. Ведь пока только начинаем...
Однако смеркается и мне пора домой. Спасибо за интересный вечер

Ну, тогда, похоже, всё нормально. А реальную частоту выходных сэмплов АЦП (именно чипа) посмотреть можете? На ПЛИС может быть сделан дециматор, для "обмана" юзеров по части С/Ш...
ЗЫ. Хотя, вряд ли AD такое будут городить...

Кстити, график соответствует закороченному входу? И какое входное сопротивление аналогового входа кита вообще?

Я что-то в файле вообще сигнала не разглядел - или это спектр шумовой дорожки? Если так, то это нечестное измерение, т.к. джиттер будет влиять на шум только при наличии сигнала. Что касается абсолютной точности, то я делал измерительный прибор на дельта-сигма АЦП, 24 бита. Так вот точность он обеспечивал 0.01% (14 разрядов), хотя сигнал/шум у него был 120 дБ. Но эти 0.01% относительной точности были при почти любом входном сигнале (в пределах оставшихся 10 разрядов). Я может тут зря распинаюсь и точность никому не нужна.

Да, верно. Нужно сигнал подать, а потом уже спектр смотреть. Я поэтому и предположил, что подъём в области НЧ - это фликкер.
При 120 dB SINAD (если не врут) можно, наверное, и на больший результат рассчитывать. Тогда всё в аналоговый тракт, опорный источник напряжения, клок и топологию платы упрётся...

Присмотритесь внимательно к картинке на максимальном зуме. 50 Гц и её гармоники там определённо есть.

SALOME, если у вас по картинке характеристики АЦП на рабочем столе соответствуют заявленным производителем в даташите, то - чудно, можно двигаться дальше. Возникают такие вопросы:
1. В приборе так же будет использоваться весь кит целиком, или будет самостоятельная собственная плата ?
2. Такая картинка при закороченном входе - очень хорошо, но пока она ничего не говорит о подавлении внеполосного сигнала. Стоит проделать эти опыты, и, при необходимости добавить на входе ФНЧ.
3. Про тактовое питание уже выше говорилось. Если оно хреновое, опять - же, при закороченных входах это не бадет заметно.

4. Вообще, в данной ситуации, Вас какая проблема беспокоит ? То, что всё в соответствии с даташитом, на ките, вход которого ни к чему не поключен ?

Я не обиделся. Вообще у меня предложение, в первую очередь к модераторам. Может, вопросы типа "измерение напряжения с точностью 10 в минус 6" или "АЦП с 20/24 битной точностью" стоит выделить в отдельную ветку, скажем, что-то вроде "Культы/фетиши/тотемы высоких технологий" или " Религии высоких технологий"? А то я боюсь, как бы здесь не произошло того, что что в политической ветке. Разумеется, это не относится к тому случаю, если кто-то опубликует материалы о создании высококлассных госэталонов, например. (если такое удастся сделать)

Еще бы



Не думаю, что это будет полезно. Кто будет судить, какая тема достойна переноса в ту ветку?
Но, в отличие от политической ветки, в этих вопросах есть гораздо более четкие критерии проверки истинности высказываний. И, наверное, сообщество должно переболеть этой детской болезнью 24-битной точности.

А сигма-дельта АЦП с 24-битным выходом очень даже хороши. Особенно, когда инженеры понимают, что делают. Это иногда лучше, чем сигма-дельта АЦП с стоящим как вкопанный 16-битным выходом.

Да какое там открытие...Вы мне льстите явно. Я, пожалуй, даже без анализа на Z или S плоскости Вам его опишу. Дельта модулятор первого порядка с 1-битным выходом. Выход подается на счетчик импульсов, который обнуляется с периодом, кратным тактовой (или частоте помехи,например, 50 Гц заодно, если тактовая синхронизирована соотв. образом). Разумеется, перед обнулением содержимое переписывается в регистр. Таким образом, накопление (интегрирование) содержимого производится за период, кратный периоду помехи. А как известно, интеграл от периодической функции, спектр которой не содержит четных гармоник (и нулевой в т.ч., т.е без пост. составляющей) по интервалу, кратному периоду этой самой ф-и равен нулю. Отсюда нули в передаточной функции. Для случая модулятора более высокого порядка, с многобитным выходом, счетчик заменяется сумматором. Если подумать, то можно вывести АЧХ и классическим способом, принимая во внимание прямоугольное временное окно.

У вашего фильтра-сумматора частота тактовой кратна частоте нулей. А в моем утверждении, которое Вы оспаривали, шла речь про частоту нулей, кратных частоте тактовой. Простите, но это не одно и то же.

Вообще говоря, я упоминал о частотах нулей, которые кратны гармоникам и/или субгармоникам тактовой. Но, тем не менее, нули все же имеют место быть. Кстати, это хорошо видно, например, на АЧХ AD77xx.

в смысле, с какой скоростью отдаются данные на шину? Легко... Но через ПЛИС идут не только управляющие сигналы, но и сами данные. А потом они идут на BlackFin, а потом через USB на Комп. Вряд уследишь, где подмена...
Кто бы его знал, какое у него входное сопротивление... В описании об этом ничего нет. Вообще за аналоговую часть отвечает другой специалист. Но он страшно гордый и на "дурацкие вопросы не отвечает".

То, что написал Олдринг, "Никакой цифровой фильтр с единичным усилением по DC не может иметь нули на частотах, кратных частоте дискретизации.", а Вы (и не только Вы) пытаетесь оспаривать, совершенно очевидная вещь.
Тут никакой сложной математики не нужно (я в ней совсем не разбираюсь...) - нарисуйте на бумажке любую периодическую функцию с частотой Nf, где f - частота дискретизации... Возьмите второй лист бумаги с вырезами (щелями), расположенными в N раз реже, чем максимумы на первом рисунке.
Наложите второй лист на первый и внимательно смотрите... на сигнал нулевой частоты...
Вот если придумать формулу, которую Вы хотите придумать, которая из последовательности одинаковых чисел делает нуль, то и постоянный сигнал пропадет...