Circuite si aplicatii cu ADC MCP3551, LTC2440 si DAC MCP4921, LTC1655 cu PIC, mikroC & Proteus

[gsabac]

Urmatoarea postare arata cum se pot folosi simultan doua convertoare ADC de 22 biti conectate prin seriala SPI si respectiv doua afisoare LCD pentru afisarea datelor celor doua convertoare, cu un singur uC PIC18F4550. In plus se masoara si se afiseaza si un ADC intern de pe canalul RA0. Datorita folosirii unui singur uC datele de precizie ale ADC-urilor sunt comune si pot fi folosite pentru diverse calcule sau aplicatii.

   Schema este in poza. Click pentru marire.

    

Deoarece denumirile variabilelor LCD sunt programate drept variabile globale, am recurs la selectarea comenzii LCD_EN pe doua cai diferite selectate convenabil in program si sincronizate cu comenzile de citire a circuitelor ADC. Valoare maxima lineara afisata este 50.00000 si datorita conectarii improprii a intrarii diferentiale sunt nelinearitati la nivele de intrare sub 100mV si peste 2400mV, rezolvabile ca intr-un exemplu anterior.

 Proiectul este in atasament, incarcati fisierul hex din locatia unde este programul.

 

@gsabac

Digital Power Source USB-HID PIC18F4550 2xLCD 2xADC mikroC si Proteus - Elforum.rar

[Mircea]

@gsabac, nu vad de unde luati referinta de tensiune de 2,5V.

 

Inteleg ca e un sub-forum de microcontrollere, insa de mare importanta este aceasta referinta (cum o implementam) si, de asemenea, circuitul de intrare in ADC-uri. Eu sunt foarte interesat si de partea analogica a acestor aplicatii. Dvs aveti experienta in analog si fac apel la experienta dvs sa adaugati, daca se poate. Poate in alt topic. Multumesc! 

[gsabac]

@Thunderer, ati pus in topic una dintre cele mai complexe probleme, referitoare la precizia statica dar si dinamica al unui ADC,

    nu ma pricep la amanunte extreme, dar ne lamureste Maxim Integrated. Am "muscat" deoarece este ceva inedit si pasionant.

 

Un paragraf din pdf-ul referintei etalon MAX6043 Precision High-Voltage Reference in SOT23

Coeficientul de temperatură vs.intervalul de temperatură de funcționare pentru o eroare maximă de 1 LSB.
Într-o aplicație convertor de date, tensiunea de referință a convertorului trebuie să rămână într-o anumită
 limită pentru a păstra eroarea în convertorul de date mai mică decât limita de rezoluție
 prin intervalul de temperatură de operare. Figura 1 arată temperatura maximă admisă de coeficientul tensiunii de referință
 pentru a menține eroarea de conversie la mai puțin de 1 LSB, în funcție de intervalul de temperatură de funcționare
 (TMAX - TMIN) cu rezoluția convertorului ca parametru.
Graficul presupune coeficientul de temperatura a tensiunii de referință ca singur parametru care afectează precizia.
În realitate, exactitatea statică absolută a unui convertor de date depinde de combinația multor parametri
 cum ar fi neliniaritatea integrală, neliniaritatea diferențială, eroarea de compensare, eroarea de câștig,
 precum și la schimbări ale tensiunii de referință. Click pentru marire.

    

Daca se considera o diferenta de temperatura de 10 grade pentru un convertor de 20 de biti este necesar un coeficient de temperatura

 de circa 0,1ppm/grad o valoare extrem de precisa si nu cunosc o referinta ieftina asa de precisa, dar circuitul LT6657-2.5 asigura o tensiune de 2,5V

 cu un coeficient de temperatura de 1,5-3ppm/grad, in intervalul -40...+125 grade. Daca se mai taie din "coada pisicii" vreo 1-2 zecimale,

 poate rezulta o "coada" mai scurta de 10-100 ori decat 4.194.304 trepte, totusi este o masurare de tensiune precisa cu date ce pot fi folosite cu uC,

 mai ales ca ultimele 2-3 zecimale fluctueaza.

PS. Vedeti postarea de marti la 09:16

 

@gsabac

Editat Noiembrie 21, 2019 de gsabac

[nickrvl]

La 19.11.2019 la 9:16, gsabac a spus:

In viziune mea, procedura prezentata de @Thunderer este tot oversampling, deoarece se refera de ex. la o esantionare finala de 100Hz. Chestia este cum se vede procedeul, de la cap la coada sau de la coada la cap. Pentru ca tot disecam ce si cum, as fi foarte curios, bineanteles daca doriti sa ne aratati, care ar fi in viziunea dvs. procedeul  de oversampling cu ajutorul unui uC, printr-o schema bloc sau un flow-chart posibil de realizat si fizic.

 

Am sa continui topicul cu un milivoltmetru inedit, care anuleaza erorile rail to rail, prezentate de producator de circa 100mV fata de masa.

   Click pentru marire.

         

 Aceasta se realizeaza prin introducerea unei tensiuni pozitive de circa 120mV la modul comun, in circuitul diferential format din U4 si U5 si translatarea modului diferential la modul monopolar fata de masa. Grupul divizor de intrare poate fi de tipul CADDOK 1776-6101 cu o precizie de 0,1% si comutatorul unul de calitate.

 Partea de simulare este in atasament si prezentarea ca drept cu 6 cifre este exagerata si limitata de precizia componentelor si inexistenta unor proceduri de reglaj pe zero.

 

@gsabac

MiliVoltmetru cu MCP3551 si PIC16F877A cu amplificator si comutator.rar 65 kB · 3 downloads

Pentru un voltmetru cu cap scala 2V  aveam nevoie de un "amplificator de tensiune" pentru a ridica tensiune de 200mV la 2v....., m-am orientat asupra acestei schema si astfel a rezultat:

In simulare se comporta bine insa in realitate a trebuit sa modific valoarea rezistentelor insumate din intrarea negativa a U1B 

Cu aceste valori ale R9,R10,RV1 pot obtine si regla usor 2V cap scala cu 200mV in intrare/tensiune masurata dar nu pot obtine liniaritate.... am decalaj mare in sensul ca daca reglez pentru intrare 200mV la iesire am 2V, pentru 10mV intrare la iesire sant 0.764V in loc de 1V sau pentru intrare 10mV la iesire am tensiune negativa -0.357V in loc de 0.1V

In stadiul acesta sant.......

 

Editat Mai 11, 2020 de nickrvl

[gsabac]

Deci teoria e teorie, dar a rezultat practic un amplificator care nu functioneaza corect si are o functionare anormala.

Presupun va ati masurat tensiunile de +/-5V la diverse nivele de intrare si ca impedanta sursei de intrare nu este mai mare de  10 M.

Cauzele pot fi multiple, oscilatii de inalta frecventa, sursele de alimentare nu sunt bine filtrate sau chiar ele oscileaza. Daca ati alimentat dintr-o baterie poate convertorul de tensiune negativa are probleme.

In alta ordine de idei, la sensibilitatea de 20mV montajul ar trebui ecranat, dar si cablul care aduce semnalul la intrare, in toate cazurile o masuratoare cu un osciloscop va poate arata ce se intampla.

 

@gsabac

[nickrvl]

Pentru ce am nevoie sa dovedit ca decalajul il pot elimina/regla prin modificarea tensiunii negative din alimentarea AO undeva pe la -0.06V    , doar asa masoara corect insa da cam de la 50mV in jos tensiune de intrare.... nu mai e asa de precis.....  probabil ca aia este solutia, cabluri ecranate si surse bine stabilizate. Dar montajul este legat de alt montaj, un miliohmetru, si situatia se cam complica, cred ca proiectul o sa ramana doar la stadiul de studiu.

[nico_2010]

@nickrvl: Cred ca este ceva in neordine cu schema propusa de tine.

Apropo de simulari. Am simulat (si cred ca as putea lesne sa verific si practic) functionarea unui amplificator X10 cu un amarat de TL072. Rezultatul il poti vedea mai jos:

 

 

Editat Mai 12, 2020 de nico_2010

[djvas]

Nu cumva R7  de 22 K  creeaza aceste probleme ?  Care e ideea de a fi asha de mare la un circuit care se vrea unity gain ? Eu zic sa incerci si cu o valoare mult mai mica ... sa zicem pt inceput ZERO ohmi si vezi cum se comporta

Editat Mai 12, 2020 de djvas

[Liviu M]

In poza asta -5V si masa sunt legate imppreuna. E doar o poza, stiu, n-are efecte, da' asa, ca idee.

La 11.05.2020 la 10:37, nickrvl a spus:

 

[nickrvl]

Nico, in simulari toate au mers, am incercat mai multe variante insa acesta a fost cel mai stabil.

Liviu, nu, am notat eu "derutant" pinii/bornele de alimentare +/-5V..... acel -5V e de fapt GND, am editat-o.

[sesebe]

În cazul acesta este foarte simplu de găsit motivul. 

Sint de pe mobil și nu pot verifica ușor un datasheet dar dacă tu vrei sa lucrezi cu semnal de intrare plecind din 0V atunci îți trebuie măcar citiva volți alimentare negativa la operaționali.

Chiar și folosind operaționali rail to rail input și output tot vei avea erori mari cind te apropii de valorile tensiunii de alimentare. Pt erori mici trebuie sa ai măcar 0.5-2.5V rezerva pina la alimentari în funcție de operaționali folosiți. 

[nickrvl]

Operationalii au alimentare negativa, sant alimentati cu +/-5V........ credeam ca se vede clar in schema....

[UDAR]

Un prim pas ar fi - cred - postarea unei scheme cu valorile tensiunilor măsurate în toate punctele relevante - inclusiv alimentări la pinii operaționalelor . 

De asemenea o poză cu montajul în care să se vadă dacă și cum sunt făcute decuplările , trasee de masă, etc . 

Căci poate fi orice acolo - alimentare slabă, oscilații, operațional defect, etc.

Editat Mai 12, 2020 de UDAR

[nickrvl]

Cum am spus mai sus amplifica bine, chiar foarte bine, gama tensiunii de intrare este intre 0 si 200mV, intre 50mV si 200mV pe intrare se comporta bine si precis cea ce corespunde raportului X10 problema apare sub 50mV de acea cred ca e vorba de "paraziti" . Cred ca si cablajul ar trebui adaptat si gandit mai bine, cat mai bine posibil...

Pcb-ul acesta l-am folosit:

Editat Mai 13, 2020 de nickrvl

[Mircea]

Citeste din nou postul lui sesebe ca sa intelegi de unde vin "parazitii". 

 

Din pacate, foaia de catalog nu indica clar cat de jos se duce iesirea catre GND. Se specifica "within mV" undeva textual la functionarea cu alimentare simpla. Probabil ca acei mV sa fie vreo 50.

 

Operationale mai moderne, si ieftine, coboara catre 25-30mV.