Skocz do zawartości

Przetworniki ADC DAC sprawdzenie schematu


davidpi

Pomocna odpowiedź

Witam.

Chciałbym prosić o sprawdzenie kilku rzeczy na schemacie, który udało mi się popełnić.

Układ ma być sterownikiem z 12 wyjściami analogowymi i 12 wejściami analogowymi. Oraz możliwością podłączenia 8 enkoderów w standardzie napięć RS422.

1. Do płytki ma być podłączone 8 czujników. Chciałbym prosić o sprawdzenie układów do konwersji na standard RS422 (MAX485 lub zamienniki) z interfejsem SSI. Czy mogę wszystkie 8 czujników taktować jednym sygnałem zegarowym? Czy oporniki przy tych układów mają dobre wartości?

2. Czy dobrze zaprojektowałem tor zasilania? Całość zasilana z 24V z zasilacza laboratoryjnego. Za dławikiem jest wykorzystywane do zasilania części analogowej, a sprzed dławika do zasilania części cyfrowej. Czy przetwornica do generowania napięcia symetrycznego jest dobrze podłączona? Czy powinienem jeszcze jakoś zadbać bardziej o filtrację zasilania?

3. Czy przetworniki ADC i DAC wymagają jeszcze jakich zabiegów, czy można uznać je za podłączone poprawnie?

4. Chciałbym za pomocą zworki JP2 podłączać do wejść VSS w przetwornikach naprzemiennie masę i -12V. Czy może to być zrealizowane w ten sposób?

Z góry dziękuję i pozdrawiam.

PS. Schemat w załączniku, bo nie mogę dodać zdjęcia. Jeżeli się uda to wrzucę również zdjęcie.

PS2 Już udało mi się dodać zdjęcie. Wyciąłem najważniejszy fragment bo chyba plik był zbyt duży.

untitled.sch

Link do komentarza
Share on other sites

Dzięki za rysunek.

Uwaga ogólna: przede wszystkim takich schematów nie sposób oceniać w oderwaniu od docelowej aplikacji i od przewidywanych/oczekiwanych parametrów. Napisz co to będzie i do czego będzie służyło. Skąd będą brane sygnały analogowe (tzn. co będzie ich źródłem), jaki będą miały charakter, jakiego pasma oczekujesz, jak często będziesz mierzył i co będziesz robił z z zebranymi próbkami. To samo w drugą stronę (DAC). Przecież to od tego zależy wybór metod przetwarzania, wybór samych przetworników oraz układów towarzyszących.

1. Nie wiem z czym będą wejścia/wyjścia analogowe współpracowały. Jeżeli jest to "uniwersalny moduł we/wy", to zarówno wejścia jak i wyjścia zrobione są w sposób maksymalnie prosty, żeby nie powiedzieć naiwny. Żadnego buforowania sygnałów, żadnej ochrony ESD i EMI itd. Żadnych filtrów antyaliasingowych. Pierwszy lepszy użytkownik spali to poprzez jakieś przypadkowe zwarcie, zapodanie dziwnego napięcia czy po prostu dotknięcie ręką kabelka po przejściu przez plastikowy dywan. Nie mówiąc o problemach z aliasingiem sygnałów przy przetwarzaniu tego przez system z czasem dyskretnym.

2. Czy rzeczywiście potrzebne są takie kombajny ADC z jednoczesnym próbkowaniem 6 kanałów? To bardzo specyficzne wymaganie poważnie podrażające konstrukcję. Zwykle korzystają z tego analizatory sieci zasilających (trzy prądy i trzy napięcia) lub systemy wieloosiowej analizy położenia - generalnie układy, gdzie bardzo ważne są zależności fazowe między sygnałami. Stąd jest to przetwornik wysoce specjalizowany (dlatego ma dokładnie 6 wejść a nie 8 lub 4 jak to zwykle bywa) i ciekaw jestem dlaczego akurat ten został wybrany. Co więcej, 16 bitów to nie przelewki a płacenie za to tylko po to, by wykorzystać z tego np. 10 jest wyrzucaniem pieniędzy. Bez odpowiednich driverów, dopasowania i ekranowania nie masz szans uzyskać nawet 12 bitów przy sterowaniu wejść wprost z jakiegoś kabelka.

3. Przetwornice DCDC - jeżeli nie jest to wyraźnie napisane - mają na wyjściu zwykły prostownik plus kondensator co skutkuje dużym poziomem szumów i zakłóceń impulsowych. Zwykle spodziewam się czegoś w okolicach kilkudziesięciu mV i tu jest nie inaczej. Producent gwarantuje 100mV tętnień na wyjściu. To zupełnie nie nadaje się do zasilania układów analogowych. Jeżeli już potrzebujesz napięcia ujemnego i chcesz wykorzystać gotową przetwornicę, musisz wziąć coś dającego kilka V więcej niż potrzebujesz, dobudować filtr LC (najlepiej typu Pi) o dużym tłumieniu na częstotliwości pracy przetwornicy i dać na wyjściu dobry stabilizator liniowy.

4. Dlaczego z 24V magicznie robi się 21V?

5. Dlaczego jedna z szyn nazywa się 5V/2, czy to oznacza 2.5V? Wiem, że nie, ale tak to wygląda. Proponuję dodawanie przedrostków coś jednak mówiących.

6. Jaki prąd przewidujesz na tym 5V/2? Bo robisz to z bardzo wysokiego napięcia stabilizatorem liniowym. Liczyłeś moc strat?

7. To samo ze źródłem napięcia odniesienia. Wybrałeś bardzo stabilne źródło 1ppm (zupełnie niepotrzebne, nawet przy 16 bitach), ale degradujesz je zasilaniem z wysokiego napięcia. Będzie się niepotrzebnie grzało prądem własnym i tym pobieranym z jego wyjścia. Jeżeli naprawdę zależy Ci na 1ppm, to zmień sposób zasilania tego źródła a jeśli nie, to zmień źródło na tańsze. Liczyłeś o ile stopni się nagrzeje w tym układzie i jaki to będzie błąd np. w LSB przetworników?

8. Etykiety przy zasilaniach są umieszczone na tyle przypadkowo, że nie wiadomo która strzałka jak się nazywa.

9. Z czym będzie współpracować płyta od strony interfejsów cyfrowych? Jak to będzie daleko? Tutaj tez nie ma żadnych zabezpieczeń, buforowania, dopasowania do impedancji linii transmisyjnych itd.. Brakuje jakichkolwiek podciągów do stanów nieaktywnych nawet najważniejszych linii wybierających układy.

10. Wydaje mi się, że specyfikacja ADC nie przewiduje Vss=0V (i który napis jest do której strzałki??).

11. Po co chcesz przełączać VSS DACów skoro one mogą pracować z napięciem ujemnym które i tak robisz na płytce.

Link do komentarza
Share on other sites

Jeszcze raz dzięki za zainteresowanie.

Lubię gdy odpisujesz na moje posty. Zawsze wtedy uświadamiam sobie jak mało jeszcze wiem o elektronice 🙂

Układ ten ma być czymś w rodzaju uniwersalnego sterownika albo karty pomiarowej. Jego pierwszym zastosowaniem będzie sterowanie zaworami pneumatycznymi za pomocą napięcia 0-10V. Oraz obsługa czujników RS422 i generowanie napięcia 0-10V proporcjonalnie do odczytu z czujników. Napięcie to trafi na kartę pomiarową systemu czasu rzeczywistego firmy Speedgoat. Karta ta ma rozdzielczość 16bit. Nie mogę do niej podłączyć bezpośrednio czujników, bo ma ona tylko wejścia i wyjścia analogowe. Chciałbym uzyskać realnie dokładność na poziomie 10mV dla zakresu 0-10V, o ile to w ogóle możliwe. Całość będzie zasilana z zasilacza laboratoryjnego lub z akumulatorów. Chciałbym mieć również możliwość generowania i pomiaru napięć ujemnych. Zakres -10V do 10V.

Odnośnie schematu to chyba lepiej będzie jak zacznę projektować od nowa, uwzględniając Twoje uwagi, zamiast poprawiać istniejący. Zatem pozwolę sobie dopytać Cię o więcej szczegółów.

Ad1. Całość będę próbkował maksymalnie 50kHz. Na więcej i tak pewnie nie pozwoli mi speedgoat. Co znaczy buforowanie sygnału analogowego? Jak to zrealizować? O ochronie ESD całkowicie zapomniałem. Czy do ochrony EMI wystarczą kondensatory do masy?

Ad2. Ten ADC został wybrany właściwie tylko dlatego, że potrzebuję 12 kanałów. Więc dwa scalaki po sześć. Nie mam wymagań krytycznych co do tego aby pomiar był robiony równolegle na wszystkich kanałach. Natomiast rozdzielczość 16 bit ponieważ nasze karty taką maja.

Ad3. Rozumiem, że przetwornica odpada. Poszukam jakiegoś rozwiązania bez gotowych przetwornic.

Ad4. To oczywiście zamierzony błąd. Za dławikiem nadal jest 24V. Potrzebowałem innego symbolu, bo napięcie za dławikiem ma zasilać część analogową.

Ad5. Tutaj oczywiście jest tak samo. zwykłe 5V powstaje na przetwornicy i służy do zasilania procesora. A 5V/2 powstaje na LM7805 i ma służyć do zasilania układów analogowych.

Ad6. Zasilanie tylko dwóch układów ADC. Prąd w sumie to 60mA. Moc dla 24V to ok 1.14W

Ad7. Hmm nie wiem jak policzyć ten prąd. Nie wiem jaki prąd pobierają ADC i DAC ze źródła referencyjnego. Co to za skrót ppm? Czy to jest part per milion? Czy to oznacza jedną milionową część nominalnego napięcia wyjściowego(2.5V/1000000)?

Ad8. Zadbam o to w następnych schematach.

Ad9. Czy pytasz o interfejsy cyfrowe układów ADC i DAC? Wszystko będzie na jednej płytce PCB. A więc kilka do kilkunastu cm. Całość będzie sterowana z STM32F4 DISCOVERY. Faktycznie zapomniałem o podciągnięciu linii. I znowu muszę zapytać o co chodzi z buforowaniem?

Ad10. Chyba faktycznie nie ma możliwości pracy unipolarnej. Duży błąd z mojej strony.

Ad11. Chciałem zrobić taką sztuczkę, aby wybierać tryb pracy bipolary lub unipolarny. Po to aby dla unipolarnego 0-10V mieć pełne 16bit, a nie tylko połowę z tego zakresu. Czy w ogóle jest możliwość takiego przełączania.

Link do komentarza
Share on other sites

Dołącz do dyskusji, napisz odpowiedź!

Jeśli masz już konto to zaloguj się teraz, aby opublikować wiadomość jako Ty. Możesz też napisać teraz i zarejestrować się później.
Uwaga: wgrywanie zdjęć i załączników dostępne jest po zalogowaniu!

Anonim
Dołącz do dyskusji! Kliknij i zacznij pisać...

×   Wklejony jako tekst z formatowaniem.   Przywróć formatowanie

  Dozwolonych jest tylko 75 emoji.

×   Twój link będzie automatycznie osadzony.   Wyświetlać jako link

×   Twoja poprzednia zawartość została przywrócona.   Wyczyść edytor

×   Nie możesz wkleić zdjęć bezpośrednio. Prześlij lub wstaw obrazy z adresu URL.

×
×
  • Utwórz nowe...

Ważne informacje

Ta strona używa ciasteczek (cookies), dzięki którym może działać lepiej. Więcej na ten temat znajdziesz w Polityce Prywatności.