Corectarea offsetului la ADC-uri

[Blacksmith]

Cum se poate corecta offsetul ADC-ului ? Ma refer la o varianta hardware, ca din soft se poate corecta doar offsetul pozitiv.

 

Am facut un voltmetru cu PIC16F887 si se pare ca am offset negativ. Adica tensiunea pe intrare trebuie sa creasca la 20mV ca sa imi apara codul 1 pe ADC. Rezolutia este de 4mV, deci daca ar fi sa scad offsetul din valoarea ADC-ului n-as mai putea sa masor primele cateva valori (0-16mV).

 

Eu nu vad alta solutie pentru corectarea offsetului decat ajustand referinta negativa a ADC-ului. In cazul asta in loc sa conectez Vref- la masa ar trebui conectat la -16mV. Nu ?

Dar oare o accepta Vref- al PIC-ului tensiuni negative ? In datasheet nu am gasit informatia asta dar am gasit aici ceva (la pag. 15): http://csma31.csm.jmu.edu/physics/giovanetti/EE/ADC.pdf. Zice ca ar merge maxim 0,3V sub masa...

[UDAR]

Recunosc că n-am avut răbdare să citesc tot articolul dar acolo nu pare să scrie ce zici tu . Din câte știu eu ADC-urile SAR cu DAC capacitiv nu admit tensiuni negative la intrare .

În altă ordine de idei, offset-ul negativ se poate corecta soft cu prețul pierderii a câțiva LSD în partea de jos . Deci , nu va indica corect de la 0,0V ci doar de la , să zicem , 0,5V - la scara ta de 99,9V.

Corecția hard este posibilă - eu folosesc asta când am ocazia - dacă : 1. Am un OpAmp în față și 2. Este alimentat cu +/- .

Mai e este o posibilitate pentru corecția hard + soft cu alimentare simplă ( am în proiectare , că în lucru e prea mult spus - o stație de lipit la care vreau să folosesc ideea asta ) . Din hard forțez un offset pozitiv pe care apoi îl corectez din soft .

Editat Martie 25, 2017 de UDAR

[Mircea]

In figura 3-3 din DS, se arata schema interna aferenta lui RA2/Vref-. Cred ca diodele iti garanteaza protectia intrarii.

 

Fa testul si vezi daca merita.

 

Practic, toate ADC-urile au nevoie de corectii. Cel mai simplu e sa faci ajustarea soft, caci cum obtii tu -13mV curati?

[UDAR]

Da , intrarea e protejată la -0,3V sau cât scrie acolo. ( Nu știu de care DS vorbești dar nu e important .)

Asta nu înseamnă că funcționează corect cu tensiuni negative la intrare . Un OpAmp specificat rail-to-rail poate funcționa chiar și cu tensiuni în afara domeniului de alimentare ( cu 0,2-0,3V peste sau sub , nu mai mult ) . ADC-ul din PIC este specificat explicit ca unipolar . Cu alte cuvinte el generează cod ”000” și pentru zero volți și pentru -0,3V și pentru - oricât , până se distruge .

Editat Martie 25, 2017 de UDAR

[Blacksmith]

UDAR,

Nu am zis sa-i dau ADC-ului tensiune negativa pe intrare ci referintei negative a lui.

Cum faci sa fortezi un offset pozitiv ?

 

thunderer,

Nu intelegi ca nu am cum sa fac ajustarea din soft pentru offset negativ fara sa pierd cateva masuratori la capatul inferior al scalei ?

Cand ii dau 20mV, ADC-ul imi arata 1. Corectare din soft se face scazand 4 din ADC, deci nu va mai arata niciodata 1, 2, 3 sau 4.

[UDAR]

Nu știu dacă poți să-i dai negativ pe intrare referinței . Ține de principiul de funcționare . E drept că din DS nu rezultă explicit acest lucru , am impresia că acolo sunt amestecate valorile nominale cu cele maxime absolute.

Dar chiar dacă pui Vref- la , să zicem , -0,2V și Vref+ la 4,8V referința e tot de 5,00V .

Îți rămâne să testezi dacă , punând Vref- la -0,2V obții funcționarea OK cu Vin de -0,1V . Eu personal mă îndoiesc dar recunosc că nu am aprofundat funcționarea ADC din PIC până la acest nivel de subtilitate deci e posibil să mă înșel.

 

 

PS Offset pozitiv forțezi adăugând , pur și simplu , o tensiune pozitivă constantă la intrare . Dacă adaugi , să zicem , 50mV atunci erorile OpAmp și ale PIC--ului vor duce asta în , să zicem , 10...90mV . Pozitivă oricum, deci corectabilă soft ușor.

 

De exemplu , ,adăugăm 10mV ( echivalent 250mV intrare )

 

Editat Martie 25, 2017 de UDAR

[Blacksmith]

Cu valorile alea mie imi da 9,6mV nu 10mV, daca ii pun la intrare o sursa de tensiune. Numai daca las in aer capatul cu rez de 240k imi da 10mV.

[UDAR]

Așa o fi , n-am calculat exact .

Dar : 1 . Crezi că contează la rezoluția de 4mV a PIC-ului ?

2. Valoarea exactă oricum nu e importantă deoarece se compensează soft .

[Blacksmith]

Nu, dar nu stiam cum se considera in realitate... In simulator rezistenta aia de 240k de pe intrare e pusa (prin sursa care are impedanta zero) tot la masa, deci vine in paralel cu celelalte.

Oricum, e foarte buna ideea. Pot pune un semireglabil in loc de R4 si ajustez pana compensez perfect offsetul. In felul asta nu mai e nevoie sa mai ajustez din soft.

Insa trebuie sa fac asta pe toate intrarile folosite, adica si pe cele care masoara amperajul. Acolo (la schemele proiectate de tine pt ampermetru) se poate adauga un offset ca aici ?

 

Edit: Se pare ca merge. Am facut tot ca aici, cu rez de 10R si inca una la +5V.

Editat Martie 25, 2017 de Dudikoff

[UDAR]

Dudi , schemea mea doar garantează că offset-ul e pozitiv încât să poată fi compensat din soft . Dacă ADC are offset negativ , se poate compensa cu această schemă , dacă nu , nu .

 

Normal, un simplu divizor nu introduce offset . Schemele sugerate de mine pentru măsură curent ar trebui să introducă un offset total mai mic decât rezoluția ( s-ar încadra deci în +/- 1 LSD ) . În aceste situații singurul inamic este offset-ul ADC care este rațional să-l compensezi din soft chiar cu prețul pierderii a 2-3-4 LSD la capătul inferior .

O compensare individuală , pe fiecare domeniu de măsură , este posibilă dar prea complexă, din punctul meu de vedere , pentru această aplicație .

 

PS Există un singur ADC în PIC care are deci un singur offset . Canalele multiple sunt obținute cu multiplexoare analogice care nu introduc offset ( nici teoretic, nici practic în limitele decenței ) . Este deci suficientă o singură compensare soft pentru acesta.

[Blacksmith]

Daca la canalul ADC-ului ce masoara tensiunea sursei nu ma deranjeaza absolut deloc daca incepe de la 0.1V sau de la 0.4V (ca astea nu sint tensiuni care pot fi folosite la ceva), la masurarea curentului nu prea imi place ideea sa se inceapa de la 0.04A in loc de 0,01A, care si asa e destul de mare.

Dar pot face exact cum mi-ai recomandat in postul #6. Adic asa...

Nu e bine ? Ca in simulator imi da bine...

[sesebe]

Vad ca iti bati capul cu erori de citiva milivolti dar compensarea derivei cu temperatura cum o faci?

[Blacksmith]

Aia cativa mV ai offsetului genereaza erori mari in toata plaja de masura.

 

Ce deriva terminca ? A cui ?

[Blacksmith]

Acum cu offsetul asta mie nu mai mi-e clar la cat trebuie sa reglez referinta de sus...

Si nu inteleg cum un ADC alimentat doar la o tensiune pozitiva sa aiba offset negativ.

Daca trebuie sa ii dau 20mV ca sa treaca ADC-ul in 0001 nu inseamna ca referinta de jos nu e conectata la GND ci la -16mV ? Sau offsetul asta nu are legatura cu referita ? Sau in fata canalului ADC-ului e vreun amplif/buffer care el are offset ? Si atunci vine din nou intrebarea: de unde offset negativ daca am doar alimentare pozitiva ?

[UDAR]

Am arătat undeva - nu știu dacă la subiectul ăsta - ce e offset-ul negativ .

Deci nu are indicație negativă la zero intrare ci indicație zero la intrare pozitivă - până la o valoare, care e offset-ul negativ.

De unde provine ? Posibil din comparatorul din ADC , nu știu sigur .