Вот статейка попалась...
Про подавление засветки в том числе...

Спасибо, погляжу)

Посмотрите
http://www.analog.com/en/analog-to-digital...ts/product.html
К сожалению полной документации на сайте не дают - интересно какой заряд они смогут проинтегрировать за семпл?
Как раз сейчас делаю подобную штуку - имхо лучше чем брать кота в мешке.

Может и дадут, если форму о неразглашении заполните... Только не делают, еще, наверное...
У TI DDC есть до 32 каналов. Некоторые разновидности позволяют подключать внешний конденсатор, увеличивая диапазон. Их полуфабрикат без АЦП - IVC102 позволяет измерять с разрешением лучше 1 фА, если скомпенсировать входной (или утечки) ток - он порядка 30 фА.

C
ADAS1128 всётаки двуполярный.
Тут важен не только минимальный, но и максимальный ток - в этом плане IVC102 гораздо лучше, чем DDCXXX , который имеет однополярное питание, маленькие конденсаторы - это сильно ограничивает применимость. Пользую LMP77XX, делал с разрядом через вход - 100fa получил - наэлектизованную пластмассовую линейку на открытый разъём чуял метра за 3.

А с обычным ОУ типа LMP77XX Вы использовали внешний конденсатор(?). Это создает проблемы - космическое излучение в него попадает. Внутренний конденсатор очень маленький - вероятность меньше. Была статья про это старая. Там выяснили, что лучше кусок кабеля конденсатором заставить работать - центральная жила на вход, оплетка на выход. А однополярность не очень большая беда - можно сместить - подать фиксированный ток на вход. Стабильный. Можно через ЦАП компенсировать, тогда, если использовать интегратор как детектор нуля, получается нулевое напряжение на конденсаторе - нет проблем с его утечками и неидельностью. И динамический диапазон увеличить. Но и так неплохо работает.

Фторопластовый кабель пробывал, но разницы по сравнению с NPO не заметил. Космики тоже не заметил - мип оценочно даст не больше 100fc на конденсаторе 0603 - как раз это было на уровне дискретности ацп, поэтому наверно и не заметил. Основная проблема в LMP77XX - ток с выхода на вход - наверное течёт корпус sot23 - в нормальном корпусе LMP7721 - но денег стоют да и большие очень...

А мыть Вы умеете? По корпусу должно течь от питания - оно большое... Если (как Вы пишите) ток с выхода на вход, то дрейф должен быть нелинейный от времени. Да? У меня чудная прямая линия.

Да, похоже надо мыть - ток с выхода на вход зависит от напряжения на выходе и при 2вольтах на выходе доходит до 100фа.
А чем моете, если не секрет?

Я где-то писала, как надо мыть. Ищите.
А можете привести график дрейфа от времени? Есть подозрения...

Был бы рад услышать про подозрения, но чтобы включать девайс нужен источник сигнала - т.е собрать стенд - а тему сейчас закрыли.
Сейчас делаю другой - более примитивный- LMP7715 470pf ключ adg751 и на ацп 16 каналов на плате - требуется измерять заряд за 20мкс один раз в секунду - платы уже делаются - результаты будут через месяц - если интересно - расскажу.

Похоже (Вы писали про 2 вольта...), что это электролиз поверхностной пленки воды, которая будет восстанавливаться, если на поверхности есть какие-нибудь солевые загрязнения. Электролитический датчик влажности получится. Если грязи нет, то это пройдет со временем.

А как насчёт капли парафина? - поможет?

Огласите весь список (идей), пожалуйста...
Осушитель, может, поможет. Может...

Да нет особых идей то, только немного практики... я восновном зчу занимаюсь....

Читал-читал статью целый год, да так ничего и не понял.
Если серьёзно, только теперь выдалась возможность изучить её детальнее (запоздалое спасибо Тане).
Действительно, не всё понятно в этой лаконичной заметке. Вынужден просить "помощи у зала".
Авторы зачем-то довольно подробно остановились на программном делении целых чисел на степень двойки путём сдвига,
зато лишь вскользь упомянули "хорошо известную технику спектральной инверсии", лежащую в основе идеи.
К сожалению, мне она не так хорошо известна. А поиск выдаёт ссылки, в основном, на материалы из области астрономии,
оптики, реже - радиосвязи. (Кажется, в теории ЦОС это имеет отношение к z-преобразованию?)
Поэтому мне удивительно, как легко авторы интегрировали спектральную инверсию в алгоритм ФНЧ.
Почему, кстати, получилось два уравнения (2 и 3)? Они эквивалентны? Вроде, не похоже.
Почему два последних вычитаемых (во всех трёх формулах) идентичны, даже по знаку? Для удобства деления или опечатка?
С точки зрения экономии ресурсов МК логичнее было бы один раз разделить (сдвинуть) и один раз вычесть...
Далее следует загадочная фраза:
Как это понимать? Выходные данные фильтра Баттерворта (с частотой среза 2,5Гц, который использует всего лишь текущий и предыдущий сэмплы(!))
следует ещё усреднять окном из 200 отсчётов? Смысл? И почему 200?

А Вы попробуйте инвертировать знаковый разряд в каждом втором отсчете. В свое время делал такие "дескремблеры" на ИКМ-кодеке, триггере и 155ЛП5-й.
Стр 149 Гольденберг, Матюшкин, Поляк Цифровая обработка сигналов

Все там написано правильно (кажется мне). Данные были с частотой 2кГц, после накопления 200 получается 10 тех же самых Гц.
Знаки меняются для синхронного детектирования. Позвольте не понять причину Ваших вопросов? Целый год, говорите, мучались?

Мучался. А кому сейчас легко? Не смею запретить Вам любое непонимание. И написано, наверное, правильно, но (кажется мне) не совсем доходчиво.
Где, говорите, знаки меняются для синхронного детектирования? В формулах 2 и 3 у соседних сэмплов? Хорошо, но тогда зачем две формулы?

2000 на 200 я тоже разделить умею, но о каком накоплении речь? Один ФНЧ в структуре уже присутствует, это второй? Тогда почему бы не на 256,
каковое число так нравится авторам? Или я не понял, как работает фильтр?

Спасибо, ledum. Тут только вопрос 0,5 - это чего? Поищу книгу, попробую разобраться.

Извиняюсь за кривой принтскрин. Книга в свое время была настольной для многих.
Есть, например, здесь http://lord-n.narod.ru/download/books/walla/dsp/cis.djv

Неудобно Вам переводить, но там написано, что формулы применяются поочередно... И структуру DDC посмотрите.

Ну, почему же неудобно? Я тоже так вначале перевёл. И структуру DDC внимательно посмотрел.
Только тогда получается, что
а) формулы вроде бы должны отличаться знаками у всех слагаемых, нет?
б) соседние сэмплы х(i) x(i-1) - это сэмплы одного и того же интегратора, то есть "положительных" полуволн для формулы 2 и "отрицательных" для формулы 3, разве не так? Иначе вполне можно было бы объединить обе формулы в одну.


Уже разыскал, спасибо. Надеюсь, поможет.

Мне все кажется правильным. Два последовательных измерения входят с разными знаками в обеих формулах. Только при переходе от одной к другой индекс увеличивается. Вот тут то и lock-inится.

Таким образом, y(n-1) и x(n-1) для формулы 3 это y(n) x(n) для формулы 2 и наоборот, так? Я и не спорил, что это работает, но записал бы это иначе.
Но averaging каким боком?

И написано хорошо. Сначала разность, потом сдвиг. Про бок непонятно. Вроде все соответсвует картинке.

Вот видите, нам с Вами непонятны противоположные вещи. Мне непонятно то, что понятно Вам, а Вам - почему это непонятно мне. По картинке выходит, что down-sampling происходит до spectral inversion и low-pass filtering (которые объединены). В тексте об этом сказано: The result is then down-sampled by averaging 200 samples providing an output with a rate of 10 Hz.
Значит, на фильтр подаётся поток с rate of 10 Hz. Но абзацем ранее указано, что A single pole 2.5Hz Butterworth low-pass filter (operating at a 2 kHz sample rate) was selected... Так в каком же месте выполняется averaging? И зачем его выполнять отдельно от Butterworth low-pass filtering?
А какая сначала разность - простите мне...

Попробую я объяснить с аналоговой точки зрения.
АЦП и инвертирование каждого второго отсчёта в этой схеме является смесителем с частотой гетеродина Fs/2. Этот смеситель и переносит сигнал в ноль, а низкочастотную засветку вверх.
При этом сигнал гетеродина является меандром и перед "смесителем" должен стоять антиальясинговый полосовой или низкочастотный фильтр.
После смесителя стоит ФНЧ с полосой 2.5Гц, этот же фильтр и производит усреднение. После этого фильтра сигнал прореживается до 10Гц, просто берется каждый 200-й отсчёт.
Но нужно учесть, что стробирующий сигнал должен быть засинхронизирован с принимаемым снаружи этой схемы.

все отрезанное правильно. Только...
В таком прореживании нет смысла.
Там ясно написано про усреднение 200 отсчетов.


Мне непонятно, что и почему Вам непонятно. Формулы так написаны для понятности и алгоритмичности. Хотя явно не описано, очевиднлй становится последовательность операций.

За исключением меандра, заменить на чередующиеся знакопеременные дельта функции.

Смысл в сокращении избыточности в представлении данных.

Вас там авторы статьи старательно запутывают, рассказывая, как они успешно преодолевают примитивность 51-го камня, выбранного ими потому, что он им был хорошо знаком.

Там последовательно делается несколько вещей.

1. На вход подается меандр. Обычно получаемый с какого-нибудь оптичского модулятора. Который обычно детектируется синхронным детектором. И тут тоже, только почти всё в цифре.

2. Этот меандр оцифровывается на частоте, равной двойной частотой меандра. Интегрирующим АЦП. Таким образом, каждый отсчет - это интеграл соответствующей полуволны. Частота модулятора оказывается точно на частоте Найквиста. Спектр полезного сигнала - вокруг частоты Найквиста. И спектр такого цифрового сигнала периодичен с частотой оцифровки.

3. У каждого второго отсчета изменяется знак. Знак нужно менять у отрицательной полуволны, соответствующей темновому току. Это эквивалентно на умножение на последовательность 1,-1,1,-1,1,-1... пои этом в частотной области спектр сдвигается как раз на смещение, равное частоте Найквиста. Полезный сигнал с частоты Найквиста переходит на нулевую частоту, 1/f шум переходит с нулевой частоты на частоту Нпайквиста. Очевидно, именно это авторы и называют "спектральной инверсией".

4. Полученный сигнал пропускают через фильтр (1+z^-1) с нулем на частоте Найквиста. Польза от этого очевидна: в первоначальном сигнале преобладающий 1/f шум после сдвига спектра оказался на частоте Найквиста, и его очень удобно подавить почти полностью простейшим фильтром с нулем как раз на этой частоте.

5. После этого сигнал фильтруют IIR фильтром первого порядка с частотой среза 2.5 герц . Выбор этой частоты не случаен: она получается сама собой при сдвиге на 8 бит, который в 8-битном микроконтроллере можно выполнять вообще без сдвигов. Таким образом отфильтровываются остатки 1/f шума на частоте Найквиста и шум на остальных частотах.

6. Полученный сигнал дополнительно фильтруется фильтром в виде скользящего среднего с его хорошо знакомой sinc частотной характеристикой..

7. Полученный сигнал прореживается в 256 раз. Что вместе с п. 6 даёт просто накопление сумм по 256 отсчетов. Очень удобно в 8-битном микроконтроллере.

8. Результат выдается наружу.

Замечу, что мне никогда не было понятно, почему производители сигма-дельта АЦП, применяя подобную технику для устранения дрейфов входных буферов, инвертируя каждый второй отсчет входного буфера, и инвертируя потом каждый второй отсчет модулятора, не выведут наружу этот сигнал инвертирования модулятора для применения такой же техники в предусилителях и вообще для проведения измерений на переменном токе.

Спасибо, это понятно. Единственно что: написано, что сигнал не прореживается, а именно усредняется и что это происходит не в фильтре Баттерворта, алгоритм которого описан формулой 1. По тексту выходит, что это - последняя операция, а по картинке (Figure 1а) - первая, сразу после АЦП.


Похоже, мы с Вами мыслим как-то ортогонально. Я уже несколько раз попытался объяснить, что и почему мне непонятно. Именно то, что для Вас очевидно. Мне жаль отнимать Ваше время.

Спасибо, Oldring, за подробный ответ. Если можно, несколько уточнений.

До пункта 4 вроде всё понятно. С основами спектральной инверсии немного познакомился. Правда, здесь особый случай. Инвертирование знака каждого второго отсчёта должно было бы происходить и без всякой спектральной инверсии, просто по алгоритму синхронного детектирования. Ведь каждый второй отсчёт (здесь) соответствует другой полуволне входного сигнала.

п.4. Я не понял, где и как это происходит. Об этом в тексте вроде бы ни слова. Поясните, пожалуйста.
п.5. Это и есть, как я понимаю, тот ЦФ Баттерворта, который описан формулой 1. И который (потом) совмещён со спектральной инверсией. Так?
п.6. О скользящем там не упоминается (опять же), сказано просто об усреднении, но, похоже, именно об этом и говорится фразой:

п.7. Этой операции я тоже не увидел в составе алгоритма. Или же имненно это и есть усреднение (только не по 256, а по 200, что странно), а нет как раз пункта 6?

Действительно запутанно как-то. Если смотреть на картинку (та же Fig. 1a), выходит, что down-sampling выполняется сразу после ADC. Down-sampling (в противоположность over-sampling-у) я понимаю как понижение частоты выборок. Если это то, о чём говорится в приведенной выше цитате, оно выполняется не простым прореживанием, а усреднением.
Хорошо, но зачем? Во-первых, авторы сами сетовали: Так зачем же ещё понижать? И почему всё-таки в 200 раз? Во-вторых, если усреднять данные сразу после АЦП, получим DC, ведь знак модулирующего сигнала меняется каждый сэмпл.
Таким образом прихожу к выводу, что down-sampling - это последняя операция и картинке не соответствует. Но зачем второй раз фильтровать? Нельзя было господина Баттерворта взять вторым порядком? И с удобными коэффициентами, о которых авторы вроде сами заботились.

Да не переживайте так , Herz. Ну написали они недоходчиво и шут с ним. КГ/АМ
200 раз родилось у них потому что перед тем как делить на 256 надо что-то накопить , чтобы не терять сразу 8 разрядов АЦП (если делить отсчеты , взятые на 2 kS ). Поэтому "суммируют" достаточно долго перед делением в фильтре (это имхо- подтвердить в тексте нечем, но и игнорировать 8 младших разрядов - роскошь ) . Но фильтровать с указанными в формуле (1) коэффициентами нужно на частоте выборок 2Ks , чтобы полоса на выходе получилась 2.5Hz (проверил) . Потому наверняка они используют скользящее усреднение (на nnn отсчетах) перед этим самым сдвигом на 8 бит. Тем более что усреднение по 200 позволяет получить нули передаточной характеристики "down -sampl" узла блок-схемы на частотах кратных 10Hz, в том числе и 50 и 60 Hz, дополнительно хорошо подавляя пульсирующую засветку частотой сети.
фраза, которая Вас волнует имхо написана так , что относится уже к результату фильтрации по выражениям (2) (3), т.е. 10HZ - это сэмплы на выход вообще. То что на блок-схеме этому нет подтверждения - да фиг с ним , забейте. Хитрят.

Предполагаю, что усреднение перед фильтром они проводят отдельно для сэмплов с каждого интегратора.

У них в принципе неудачный подход , с использованием двух отдельных интеграторов отдельно на каждую полуволну сигнала, с двумя конденсаторами, из-за чего вводят процедуру калибровки и 3 таблицы. Не было бы калибровки - два интегратора так бы наинтегрировали отсутствующий полезный сигнал, что мало не показалось бы .

это просто разные наименования с одинаковой сутью У них нету аналогового перемножителя на знак, зато есть числа в микроконтроллере.

Ну как же не переживать? Во-первых, к статье у меня интерес практический - намерен разобраться и испробовать идею в "натуре". Возможно, DDC11x - как раз то, что мне нужно. Во-вторых, неприятно же ощущать себя кретином, не понимающим вроде очевидного.

Спасибо, сейчас алгоритм выглядит логичнее.


Так Вы считаете, что это одно и то же? Но там они в начале статьи критиковали Wang-а будто за этот же примитивный подход. Его работы найти мне, правда, не удалось.

Это разные слова. Лучше даже не сдвигать (не делить), чтобы не терять разрядность. Это же (частично) правильные цифры.
Авторы в отличие от авторов ссылки, которую Вы не смогли найти, фильтруют текущую разность...
Чтобы сгладить шероховатости Наших Отношений, прикладываю то, что смогла найти.

В теме вроде стоит TIA, а обсуждается интегратор. TIA совершенно не подходит для обсуждаемой темы, поскольку имеет большой шум на низкой частоте. И второе замечание: Какой прок от этой всёй математики, если она ничего не оптимизирует - всё определяется только спектром шума на низкой частоте и полосой, т.е чисто аналоговый подход, цифра тут не при чём.

Да, их наверное покоробило то что Ванг использует игровой порт для гетеродина. Разница между ними и Вангом в способе фильтрации. Вроде бы как они пишут что сэмплы у них на частоте 2К (на удвоенной по сравнению с Вангом) , и каждый из них используется в фильтре с этой частотой 2K, а у Ванга реже. Кроме фильтра - разницы нету, ну разве что аналоговый интегратор еще используют по входу и сигму-дэльту , а Ванг более высокочастотные цифровые сэмплы, суммируя их с нужным знаком. Но их недостаток в том что соседние сэмплы от двух разных интеграторов( которые должны быть идеально согласованными - иначе абзац) . Выигрыш от этого , имхо, сомнителен, а геморроя с калибровкой - выше крыши.

Цифровой фильтр не страдает своим собственным фликкер шумом после инверсии спектра, а рожденный в входных аналоговых узлах позволяет подфильтровать

Каков смысл применять скажем 51 проц для обработки, если это всё равно идёт в компьютер и там может быть обработано как угодно в реальном времени, тем более , что ацп уже внутри?
"The DDC232 is a 20-bit, 32-channel, current-input analog-to-digital (A/D) converter. It combines both current-to-voltage and A/D conversion so that 32 separate low-level current output devices, such as photodiodes, can be directly connected to its inputs and digitized."
Я бы понял - если бы проц что-то там делал и давал какой-то сигнал в обратную связь, что позволяло бы якобы что-то улучшить. Но этого нет. А так это переливание из пустого в порожнее.

а кто его знает. может кому-то нужен автономный дешевый приборчик, без связи с PC. или канал связи очень узкий . да мало ли какие причины.

Тот же ddc232 даёт 5ppm FS разрешения и имеет вход conv для синхронного детектирования и последовательный интерфейс. То о чём идёт речь было актуально лет 15 назад. ADI сделали уже 128 каналов с ацп. Тут соревноваться трудно. Но вот для быстрых сигналов такого решения пока нет или я не в курсе(ivc102 не в счёт, слишком большой, дорогой и всё-таки довольно медленный) - приходится делать на рассыпухе.

Ну что Вы, Наши Отношения видятся мне безупречно гладкими.
Очередное спасибо за найденный материал.

Ванг пишет, что у него несущая 525Гц, что вроде почти вдвое ниже, чем у новозеландцев. Но фильтрация у них дополняется интегрированием на каждой полуволне, а у Ванга - суммированием сэмплов, взятых на 8.4кГц. В этом разница, как и я понял. С калибровкой тоже не совсем ясно: то ли они подавали сигнал с внешнего источника, то ли использовали внутренний режим TEST.

В четыре раза, но это не принципиально. Калибровка такая сложная им нужна для компенсации нелинейности (которую они выявили у DDC) емкости конденсаторов. Это может играть роль при большой относительно сигнала паразитной засветке. В принципе, если использовать только одну половинку, часть проблем снимается. Если засветка стационарна, можно ее почти "компенсировать" внешним током.
Где-то валялась статья, в которой возбуждающий сигнал был не меандр, а что-то хитрое. Вроде бы для оптимизации чего-то. Поискать?

Вы не правы.
Дело не в нелинейности емкости а в банальном отличии одной от другой, что позволяет засветке пролезать как "полезный смгнал" ("as a valid signal") / Чтобы получить свои 103dB они вынуждены программно компенсировать 0,5% разность емкостей еще в 500 раз , что является сложным и ненадежным (имхо) способом.

 А мне почему-то подумалось о кривизне усилителя , на высокой частоте усиления-то у него не много.

Не согласная я. Будь так, как Вы пишите, им бы не было нужды три таблицы (по байтам амплитуды) корректировки использовать. И они еще извиняются за то, что это не полная компенсация. А, может быть, я неправа. Невнимательно читала? Им просто лень (микроконтроллер такой) было умножать.

Да, почитайте внимательнее. Три таблицы - от убогости возможностей МК и отсутствия быстрого плавающего многоразрядного умножения .

Вы правы. (После прочтения). Хотя для такой точности уже нелинейность конденсатора должна проявляться, что именно таким методом можно было бы... Измерить эту нелинейность, кажется, несложно.
Я когда-то пробовала... На IVC102... ЦАП компенсирующий львиную долю... Тогда утечки конденсатора и его нелинейность убиваются... Позже увидела патент на это дело от AD. Интегратор становился почти детектором нуля. Интегральным. Типа - сигма-дельта.

Вот еще статейка. Там пишут про динамический диапазон в 180 децибел.

Нет, именно в два. Это сэмплирование у них на 2кГц, а модуляция на частоте Найквиста. С одной половинкой получится медленнее, ведь итеграторы так или иначе работают поочерёдно. Это железно.
Мне кажется, о какой-то модуляции каким-то псевдослучайным сигналом и мне что-то попадалось... Это случайно не ту статью Вы имеете в виду, где IVC102 используется с Variable time synchronous detection method for sensitive optical detection? Или другое?
А, да, теперь вижу - та.

Пересмотрите выше. Оно, кажется. Уже клеила эту статью? Если да, то дайте ссылку - эту уберу.

Этот метод из статьи из поста N47 хорош при малых внешних засветках. При больших он теряет свою актуальность. Расширение динамического диапазона сопровождается увеличением времени интегрирования полезного и темнового тока , который должен быть мал (если я правильно понял) . Если у Герца большая засветка и синал ниже уровня засветки на порядки - то обычный синхронный детектор не особо хуже для Герца.
ув. Herz, а Вы не пробовали применить метод синхронного детектирования до подачи на интегратор , тем самым избавляясь от интегрирования тока засветки ? Точнее засветка в каждом полупериоде пусть бы вычиталась в самом интеграторе, а на его выходе - только наинтегрированный полезный сигнал (ну еще и утечки). Оставляя частоту сэмплов постоянную (а не по методу VTSD) легче обеспечить глубокую фильтрацию наводок сети и прочих узкополосных помех.