Inkonsistenz des ADC-Ausgangs

Ich habe ein Problem mit meinem ADC-Ausgang.

Ich verwende: 12-Bit-ADC, integriert in eine MCU-3,3-V-Spannungsreferenz. Stromversorgung von MCU, ADC und ADC-Spannungsreferenz teilen sich dieselbe Spannungsschiene (3,3 V)

Der Mittelwert meiner Daten beträgt ~20 mV und ich erhalte während meiner PCB-Validierung Mittelwerte von etwa 20 mV, 18 mV, 16 mV, 14 mV, 12 mV und 10 mV. Ich erhalte einen zufälligen Mittelwert, aber der Mittelwert wird sehr nahe an einem der oben genannten Werte liegen.

1. und 2. Anhang sind Daten aus dem Entwicklungskit.

Der dritte Anhang ist die Oszilloskopmessung für den ADC-Eingang.

4. und 5. Anhang sind die Daten von meiner Leiterplatte, die einen Mittelwert von 12 mV haben.

6. und 7. Anhang sind die Daten von meiner Platine mit einem Mittelwert von 16 mV.

8. und 9. Anhang sind die Daten von meiner Leiterplatte mit einem Mittelwert von 20 mV.

Ich habe 0,1 uF an ADVREF, ADC-Stromversorgung, gebunden.

Wird dieses Problem durch Rauschen in meiner Leiterplatte verursacht?

ADC-Ausgang vom Entwicklungskit

ADC-Wellenform aus dem Entwicklungskit

Oszilloskopmessung für ADC-Eingangssignal

ADC-Ausgang für Mittelwert von 12 mV_my PCB

ADC-Wellenform für Mittelwert von 12 mV_my PCB

ADC-Ausgang für Mittelwert von 16 mV_my PCB

ADC-Wellenform für Mittelwert von 16 mV_my PCB

ADC-Ausgang für Mittelwert von 20mV_my PCB

ADC-Wellenform für Mittelwert von 20 mV_my PCB

FFT 12 MHz ADC-Spez. FFT_12MHz_ATMEL Entwicklung lit

Antworten (2)

Wenn Sie sich einige dieser Diagramme ansehen, können Sie diskrete Sprünge in den Geräuschpegeln erkennen, was besorgniserregend ist. Sie werden einige Digitalisierungseffekte in den Rauschpegeln erhalten, die sich in Histogrammen zeigen, aber die diskreten Sprünge im Zeitbereich bedeuten, dass Sie eine gewisse Kopplung von Ihrem Board oder von den lauten Schienen erhalten.

Ich denke, der erste Schritt besteht darin, die ADC-Referenzen von derselben Stromversorgung zu entfernen. Dies könnte so einfach sein wie das Hinzufügen eines Vorwiderstands und einer Shunt-Kappe. Idealerweise hätten Sie einen separaten Low-Power-Regler.

Sie haben nicht genug Informationen gegeben, um viel weiter zu gehen. Vieles hängt von Spezifikationen wie PSRR (Power Supply Rejection Ratio) ab, aber Referenzspannungen müssen fast immer speziell behandelt werden.

Ja. Ich dachte über das Problem nach, dieselben 3,3 V von demselben Regler zu teilen. Ich habe einen 0-Ohm-Reihenwiderstand zwischen ADVREF und dem Ausgang des Leistungsreglers angeschlossen. Ich werde versuchen, es zu entfernen und eine Batterie für 3,3 V von ADVREF anzuschließen. Übrigens, welche Spezifikationen könnten mein ADC-Ergebnis beeinflussen?
Ich habe die ADC-Referenz auf eine 3,3-V-Batterie geändert, erhalte jedoch immer noch die oben erwähnten ähnlichen Ergebnisse. Ich denke, dass es noch 2 weitere Möglichkeiten für das Problem gibt. Erstens sind 3,3 V an meinem Mikrocontroller (integrierter 12-Bit-ADC, den ich verwende) nicht sauber. Eine andere Möglichkeit ist das Rauschen von Taktsignalen, da eines davon nicht abgeschirmt ist.
JA, wie bereits erwähnt, kann eine verrauschte Schiene die Ergebnisse bei schlechtem PSRR beeinflussen, und ein zitterndes Taktsignal kann dies ebenfalls beeinflussen, aber das hängt von der internen Schaltung ab. Ohne weitere Informationen würden wir nur raten.
Jetzt erst habe ich festgestellt, dass VSR im Datenblatt das PSRR ist, das Sie zuvor erwähnt haben. Versorgungsspannungsunterdrückung Vout = 0,8 V SVR ist 40 dB für die folgenden Spezifikationen: VIN = VOUTNOM + 1 V +/-VRIPPLE VRIPPLE = 0,1 V, Freq. = 1kHz IOUT = 10mA
SVR beträgt 30 dB für die folgenden Spezifikationen: VIN = VOUTNOM + 1 V +/-VRIPPLE VRIPPLE = 0,1 V, Freq. = 10 kHz IOUT = 1 mA SVR beträgt 15 dB für die folgenden Spezifikationen: VIN = VOUTNOM + 1 V +/-VRIPPLE VRIPPLE = 0,1 V , Freq.=100kHz IOUT = 1mA
Ich habe FFT (Fast Fourier Transform) an meinem 12-MHz-Taktsignal durchgeführt und die Uhr ist sehr laut. Ich habe die Messung hochgeladen. Glauben Sie, dass das Hinzufügen von Kondensatoren dazu beiträgt, das Rauschen zu reduzieren?
Einige ADC-Designs reagieren empfindlich auf Takt-Jitter, andere nicht, einige Implementierungen von ADCs sind empfindlicher auf Schienenrauschen, andere nicht. Ohne weitere Informationen geht da wenig.
Ich habe die wichtigen ADC-Spezifikationen hochgeladen, die ich möglicherweise übersehen habe. Ich habe eine AC-Kopplungsmessung am Netzteil durchgeführt und keine HF-Spitze gesehen. Versuchen Sie, die Möglichkeiten für dieses Problem einzugrenzen. Übrigens, können wir den Wert der Spitzen (Rauschen) oben mit dem SNR des ADC in Beziehung setzen oder vergleichen? Gibt es da eine Beziehung?
Ich habe die gleiche FFT-Messung an einem 12-MHz-Taktsignal (letzter Anhang oben) mit dem ATMEL-Entwicklungskit durchgeführt (das Board, mit dem ich den richtigen ADC-Ausgang erhalten konnte). Das Taktsignal ist im Vergleich zu meinem Taktsignal sehr sauber. Denken Sie, dass dieser Unterschied gültig ist, um zu bewirken, dass beide Platinen einen unterschiedlichen ADC-Ausgang haben?
Und noch einmal ... bestimmte ADCs sind anfällig für bestimmte Arten von Rauschen. Einige ADCs können nicht mit zittrigen Uhren umgehen, andere können damit irgendwie gut umgehen.
Danke schön. Übrigens, welche spez. sollte ich die Anfälligkeit von ADC für verschiedene Arten von Rauschen untersuchen, um meine Feststellung zu überprüfen. Tatsächlich ist dieser ADC in ATMEL MCU integriert. Die ADC-Ausgabe des ATMEL-Entwicklungskits ist genau, während die ADC-Ausgabe meiner Platine das erwähnte Problem aufweist. Nochmals vielen Dank

ADCs sind nicht perfekt und ein 12-Bit-Gerät mit einer 3,3-V-Referenz hat eine theoretische Auflösung von etwa 0,8 mV. Sie sehen Schwankungen von wenigen Millivolt, und das überrascht mich überhaupt nicht - überprüfen Sie die INL (integrale Nichtlinearität) des Geräts - es könnten +/- 3 Bit sein. Überprüfen Sie die DC-Offset-Spezifikation des Geräts – diese kann irgendwo zwischen 2 mV und 10 mV liegen. Überprüfen Sie die DNL (Differential Non-Linearity) des Geräts – dies können 2 Bit sein.

All diese Fehler summieren sich, um das Bild zu verschlechtern.

Auch Ihre 3V3-Versorgung - wie genau ist sie und wie stark driftet sie? Diese Drift wirkt sich direkt auf die Genauigkeit aus. Warum also nicht die Verwendung einer wirklich engen Spannungsreferenz in Betracht ziehen (wenn sie angewendet werden kann).

INL beträgt +/- 1 LSB und DNL +/- 0,5 LSB. Übrigens, hätten Sie etwas dagegen zu erklären, wie sich der DC-Offset und die Spannungsdrift auf die Genauigkeit auswirken können. Da das ADC-Eingangssignal ein 3-V-Signal ist, wäre es schwierig, eine niedrigere Spannung als Referenz zu verwenden. Eigentlich habe ich versucht, mehr 0,1-uF-Kappen und 1-uF-Kappen auf meiner Leiterplatte hinzuzufügen (kaskadierend auf den Kappen meiner Leiterplatte), aber das scheint nicht zu helfen.
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