[ouch-ouch 0]

Что имеем:
6 входных мультиплексоров 1:8 (48) -> матрица датчиков(48х48) -> 6 выходных мультиплексоров 8:1(48).
На текущий момент вместо матрицы резистивных датчиков налеплены постоянны резисторы в некоторых местах, остальное - разрыв. Как на рисунке.

Выходы мультиплексоров переключаются с частотой 150кГц для опроса всех датчиков (увеличила время с 300кГц, чтоб фронты рассмотреть).

И вот прям на выходе входного мультиплексора (точка 1 на схеме), там где стоит датчик, сигнал выглядит совершенно ок, фронты человеческие наносекундные. А вот после резистора и выходного мультиплексора (точка 2 на схеме) сигнал, идущий на АЦП, растет за 8-10us до нужного значения. 8-10us!! А мне надо оцифровывать за 3,2us. На выходе с АЦП, понятно, фигня. Значения отличны от нуля (+offset), но значительно меньше требуемых.

На модели в TINA-Ti, это всё тоже видно (см. рисунок 2, верхний - точка 1, нижний - точка 2). Оттуда же понятно, что последующий, предшествующий АЦП аналоговый каскад к этому затяжному фронту отношения не имеет. 

Думала, что это может из-за слишком большой емкости ON входов мультиплексоров TMUX1208 (85pF). Заменила в модели на SN74LV4051 (5.7pF), изменений в графиках не последовало.

В чем может быть проблема? Что делать? Как жить дальше?)

[iosifk 3]

5 минут назад, ouch-ouch сказал:

Что имеем:
6 входных мультиплексоров 1:8 (48) -> матрица датчиков(48х48) -> 6 выходных мультиплексоров 8:1(48).

В чем может быть проблема? Что делать? Как жить дальше?)

Известное дело - переходный процесс - 3 RC и за это время он доходит до 95%. А вот до 1% или 0,1% - это уже совсем другие времена. 

Первое, что приходит в голову, так это уменьшить R. У Вас нарисованы резисторы последовательно, но ведь можно от них что-то включить на землю и уменьшить сопротивление в точке входа во второй мультиплексор. Или после второго мультиплексора поставить повторители напряжения. 

Так вот, если сопротивления поменять нельзя, то убирайте емкости. 

Ну а если и то и другое трогать нельзя, то придумайте другой порядок обслуживания, чтобы мультиплексоры переключались волной и до момента начала измерений успевали войти в заданный режим.

И на сладкое. Введите DSP-обработку, которая бы учитывала переходный процесс и высчитывала бы значение которое бы было при заданном проценте от установившегося... 

[MegaVolt 25]

 Какие значения резисторов используются при построении этих графиков?
Что подаётся на вход мультипелексора? Питание? 
Чем нагружены мультиплексоры?

 

Что будет в модели если включать только верхние ключи не переключая выходные?

[Plain 168]

37 минут назад, ouch-ouch сказал:

SN74LV4051 (5.7pF)

Общий 25 пФ, а параллельно 6 шт. таких дадут 155 пФ. Если их не соединять, а коммутировать седьмым мультиплексором, на его выходе соответственно будет 60 пФ.

 

 

[MegaVolt 25]

...

Изменено 8 августа, 2019 пользователем MegaVolt

[Plain 168]

В 08.08.2019 в 15:53, ouch-ouch сказал:

Что делать? Как жить дальше?

Не только для замыкания паразитных емкостей, но и вообще, для самой возможности измерения отдельного сопротивления, все остальные линии, кроме его двух, должны быть зафиксированы — например, вертикальные линии получить дешифраторами 74ACT138 с питанием от 5 В, чтобы неактивные линии создавали втекающие в меньшее номиналом питание горизонтальных 74xx4051 токи, открывающие их верхние защитные диоды и таким образом оставались относительно стабильными при изменении совокупного сопротивления при движении по столбцам, а общий выход всех 74хх4051 зафиксировать входом трансимпедансного усилителя (TIA), т.е. преобразователя ток-напряжение.

 

На выходе этого усилителя будут относительные результаты, потому что остальные сопротивления шунтируют измеряемое и создают большой произвольный ток смещения, поэтому на измеряемое сопротивление требуется подать два известных разных напряжения, т.е. в данном случае 0 В и 5 В, которые создадут на входе усилителя два разных тока — отношение первой разности ко второй и будет искомым результатом. Соответственно, первый ток достаточно измерить лишь один раз при переходе к очередной строке, т.е. выключив дешифратор, чтобы на всех 48-ми столбцах было 5 В.

[Plain 168]

Вариант с одним питанием и всего коммутатора на 12 шт. однотипных низковольтных дешифраторов (74LV138, 74LVC138, 74LCX138 и т.п.), т.е. в т.ч. работающих аналоговыми мультиплексорами:

 

 

Здесь паразитные ёмкости представлены как C1, а общий провод дешифраторов строк подключён ко входу трансимпедансного усилителя, смещение R5/R6 которого 0,5 В, поэтому их питание составляет (3,3 – 0,5) = 2,8 В (для совместимости их входных сигналов с логическими уровнями схемы), неактивные сопротивления очередной подключённой строки представлены как R2, измеряемое как R1, на него подаёт сигнал 3,3 В / 0 В дешифратор столбцов в виде V2, одновременно подавая его и на 47 резисторов данного столбца, но поскольку все они подключены дешифратором строк к +3,3 В, вносимая ими погрешность мала, а остальные 2208 шт. резисторов соединены дешифраторами параллельно и обесточены, потому что подключены к одному потенциалу +3,3 В.

 

Коэффициент преобразования усилителя задан R3, следующий каскад усиливает в R8/R7 раз, размах входного тока 3,3 В/R1, поэтому R1 = 3,3 В · 0,3 В · 50 / OUT2, что и подтверждается данной симуляцией: 49,5 / 1,6488786 = 30,022 кОм. Смещения каскадов, компенсирующие сопротивления неактивных элементов, т.е. расширяющие динамический диапазон усилителей, задаются посредством R4 и R9, при этом R4 уже задан с учётом диапазона MS9705 30...70 кОм, поэтому требуется подстраивать лишь потенциал R9, т.е. посредством ЦАП.

 

Как видно, в отличие от первого варианта, здесь на каждое измеряемое сопротивление требуется два измерения, потому что ток через него двуполярный. Если сопротивления строки меняются относительно медленно в сравнении с частотой смены строк 10 кГц, то как сказано выше, можно сэкономить, измеряя общее смещение лишь один раз на строку, для чего требуется либо запитать дешифраторы столбцов не от общего провода, а от того же 0,5 В, т.е. создать его отдельным стабилизатором и к нему же подключить смещение усилителя, либо запитать усилитель от двуполярного питания и использовать смещение ноль.

[ouch-ouch 0]

20 часов назад, Plain сказал:

уже задан с учётом диапазона MS9705

 MS9705 значит))

Спасибо. Сложновато для меня, но буду разбираться.