haker_fox

Добрый день, коллеги! Характеристики этих ИОН внушают интерес. ТКН 6 ppm/C максимальный. Шумы в полосе 0.1 - 10 Гц до 3 ppm п-п. Долговременный дрейф до 30 ppm на 1000 часов. Мы хотим для тестов заказать пару десятков этих элементов. Но всё же интересен опыт тех, кто уже использовал эти микросхемы.

Да, это верно. А если АЦП в STM32 или подобное, т.е. с УВХ на конденсаторе, то там ещё и кучка других проблем возникает. Но подробнее уже не скажу. Но скорее всего, я бы делал длины таких линий как можно меньше. В противном случае, уже на макете доводил всё до ума)

Как я понимаю, измеряемый сигнал у Вас - постоянный? В этом случае каких-либо особых требований к трассировке ПП нет, естественно, не пренебрегая разумным подходом. Обычно, при трассировке аналоговых схем, стремятся трассировать землю звездой, чтобы исключить перекосы измерительных земель за счёт пробегающих по сопротивлению меди токов. Я бы оставил так. Как мне кажется, в силу своего не очень большого опыта, ближе ко входу АЦП лучше разместить ФНЧ. Хотя, если сигнал с выхода буфера будет идти через плату размерами этак 500x500, мимо импульсных преобразователей, то толку уже не будет никакого.

Ридико Леонид Иванович тоже этот эффект называет своим весьма изысканным термином💗 Рекомендую к прочтению его статью.

Не работаю с "кейлом", но поумничаю: иногда банан - это просто банан. Возможно, остался такой подход от каких-то старых версий компилятора, например, даже созданный из ошибочных предположений. С таким подходом - вставлять NOP вместо вызова - всё работает. А начнёшь сейчас эту логику убирать в новых версиях инструментария, и получишь почти ничтожный выигрыш в производительности сгенерированного кода, как выше сказал уважаемый @aaarrr, но множество проблем при тестировании продукта. Надо же полагать, что компиляторы у производителя как-то тестируются.

Её нет ни в какой области. Ибо "золотая середина" - понятие, имеющее очень неопределённое и расплывчатое толкование, имеющие индивидуальные чёткие границы у каждого - свои. Я пока пользуюсь в качестве первого этапа ручкой и бумагой, естественно управляя всем этим своей головой, головой коллег, почерпнутыми знаниями из книг и т.д. На втором этапе беру старый, добрый Micro Cap 12.0, и моделирую схему. Если результаты моделирования показались мне удовлетворительными, то на третьем этапе я подключаю Монте-Карло, разброс температур, температурные коэффциенты резисторов и конденсаторов и т.д. и т.п. Т.е. моделирую схему, приближенную к той, что будет в реальности (ага, как бы не так!). Заключающий этап предполагает сборку макета из реальных деталей, проверку всего, что было получено ранее и выше. В случае отсутствия разногласий между ожидаемым результатом и полученным, схема переводится в САПР, где и попадает уже на печатную плату. Далее изготавливается опытная пятёрка- десятка приборов, которые подвергаются проверке снова же выше полученных результатов.

Простите, для электронных схем? Matlab у меня не вызывает удивления. Но неужели Python и там имеет свою нишу?

Модератор: коллеги, прошу длинные простынки кода или логов прятать под спойлер. Спойлер - это кнопка с глазом в Вашем редакторе сообщений. В противном случае каждый пост занимает несколько экранов монитора. Сложно читать всю ветку. Один пост выше я отредактировал самостоятельно.

LM211 не подойдёт? 15 МГц - не совсем то, что хотелось бы узнать о характеристиках компаратора. Лучше бы обозначить время передачи сигнала из лог. 1 в лог. 0, и наоборот.

Такого не может быть от слова совсем. Разбирайтесь с ПО. Дело только в нём. Вот с прерываниями и нужно разбираться. "Лаба простая" - ни о чём не говорит. Может быть у Вас там в обработчике прерывания задержка стоит, или иные, другие команды, сильно влияющие на ход выполнения программы.

Модератор: напоминаю, что оффтопик по данному вопросу можно продолжить в данной ветке.

Правда? А мы у себя на фирме только так и делаем: берём АЦП с цифрой поширше да подешевше одновременно, и вставляем в наш измеритель. Затем, когда метрологические испытания дают туфту, выбираем следующий АЦП. И так несколько раз, пока не получим результат хотя бы близкий к ожидаемому. Шутка😜 Простите🙏 На самом деле я прекрасно понимаю, что всё нужно выбирать в измерительной технике с учётом массы параметров и взаимоконфликтующих нюансов или компромиссов, да потом ещё и аттестацию проводить. И не факт, что всё сразу получится. Но я в данном случае действительно выбрал АЦП первый попавшийся лишь для демонстрации своих объяснений. И да, я знаю, что в вольтметре 6.5 разрядов будет интегрирующий АЦП да ещё какой-нибудь Multislope III/IV, да работающий по одному из запатентованных алгоритмов, который просто так никто не позволит использовать у себя в разработке. Может быть и ШИМ АЦП (именно ШИМ АЦП), у которого есть свои неоспаримые преимущества. И множество других типов АЦП неинтегрального исполнения в которых я уже не очень хорошо ориентируюсь.

Ширина шины там 1 бит. Т.к. это SPI. Тут. Это не разрядность шины. Т.к. повторюсь, что шина там 1 бит. Но это формат данных после цифрового фильтра, которое можно считать разрешением АЦП в реальности неполучаемым. На одной чаше весов Ваши слова, на другой чаше - решения Keithley, Keysight, Advantest, В7-xx и т.д. Как Вы думаете, эти фирмы практикуют "незнание" или находятся в "бедности"? И да, как раз ИОН - интегрируется, выражаясь Вашим термином. Это одна микросхема типа LTZ1000, LM399AH, из современных ADR13xx. Конечно, им нужные внешние компоненты, которые масштабируют напряжение ИОН (6.5 - 7.2 В) в "удобные" 10 - 20 В, задают ток стабилитрона и т.д. Но сами ИОН - это интегральная микросхема со стабилитроном и печкой внутри. Могут использоваться и отдельные стабилитроны типа 1N829, отечественных 2C190, 2C108. Но в этом случае я мало компетентен, поэтому ограничусь лишь упоминанием названий этих стабилитронов. Теперь на счёт АЦП. Вы бы посмотрели, как они сделаны в том же Keithley 2000 или Keysight 34461A. Видимо, эти фирмы настолько бедны, что лепят рассыпуху в своих АЦП))) И вообще бы провели небольшие исследования на тему структуры АЦП в вольтметрах разрядностью от 5.5 и выше. Хотя тот же АЦП у HP 34401A сделан и на "рассыпухе" и с использованием ПЛИС. А рассыпуха там хотя бы конденсатор интегратора с диэлектриком C0G. Хотел бы я посмотреть, как Вы его интегрируете в корпус микросхемы))) Я Вам скажу очень кратко: все эти красивые слова останутся красивыми до тех пор, пока не сделаете свой вольтметр в реальности. Не проведёте дорогостоящих и длительных по времени исследований. Пиком доказательства будет патентование Вашего АЦП и использование его в каком-либо измерительном приборе. Простите, а для этого нужен отдельные АЦП? А у него кто ИОНом будет? И если такой АЦП можно себе позволить рядышком для контроля ИОН первого (основного АЦП), то почему бы сразу не измерять входной сигнал с помощью такого "идеального" АЦП с ИОН без шума? Да я, на самом деле, тоже. Хотя и программировать "железки" приходится много. Без программирования в современной схемотехнике делать нечего.

Из 32 бит сколько значимых будет?

Действительно! Упустил) Да, АЦП я привёл первый попавшийся, даже не вдаваясь в его подробности лишь для примера, что разрешение документированное и реальное метрологическое разрешение - всё же вещи разные. Вообще, на мой взгляд, это какой-то моветон в 32 бита) Зачем такая разрядность нужна - не понимаю. Тем более, она всё равно не будет получена на практике. У меня лёгкое недоверие к ним. Хотя бы по причине того, что интегральные АЦП имеют опору не выше 5 В в среднем. Что явно недостаточно для прибора 6.5 разрядов. P.S. Спасибо Вам, уважаемый @MegaVolt, я тоже кое-чему научился у Вас!

Я уже раз пять пояснил, что нет. Речь идёт о разрешении АЦП, прописанном в документации (т.е. разрешении преобразователя), и реальном разрешении, которое Вы можете подтвердить метрологически. Ок. Вот Вам пример. АЦП 32 бита. Возьмём его наибольшее опорное напряжение 5 В. Цена младшего разряда составит 5 / 2^32 = 1.2 нВ. Вы серьёзно полагаете, что сможете с таким разрешением измерять входные величины? Т.е. сможете увидеть отличие во входном сигнале в 1.2 нВ? Ну, пусть даже в 12 нВ? Это где же Вы такой ИОН найдёте с шумами меньше хотя бы 0.02 ppm? А без такого ИОН несколько младших бит будут шумными. Т.е. толку - ноль. Или почти ноль. А INL? Какая она? В даташите я не нашёл этого параметра. Возможно, что плохо искал. Но сколько бит угробит этот параметр? А термоэдс? А различные помехи? А тепловой градиент и температурные коэффициенты всех компонентов? Вот и выходит, что АЦП разрешением 32 бита позволит Вам получить бит 20 - 28. Разрядность АЦП деградирует не только по причине шумов. INL/DNL хотя бы нужно учесть. Но конкретнее можно говорить после уточнения типа АЦП. Для интегрирующего АЦП, например, очень важен конденсатор с минимальным коэффициентом диэлектрической абсорбции. Свою лепту вносят и аналоговые ключи такого АЦП, инжектируя некоторое количество заряда в виде добавки к измеряемому сигналу. А сколько других паразитных факторов? Откройте схему на HP34401A (вольтметр 6.5. разрядов, и посмотрите схему АЦП и описание этой схемы в сервисном руководстве). Только не говорите, что АЦП на рассыпухе - моветон. Как раз для АЦП с разрешением выше 4.5 разрядов - нет. Хотя и есть некая тенденция к интегральным решениям. Но интегральное решение вовсе не означает, что "запаяли микросхему, напаяли обвес, и получили 6.5 - 7.5 разрядов". Коллега, я много раз слышал подобные голословные утверждения от своих молодых и неопытных коллег в отделе, где я работаю. Простая проверки в виде предложения накидать алгоритм или схему решения сразу расставлят "точки над и". В 90% случаев коллега не может нарисовать ничего, либо начинает, и не заканчивает. А Вы - можете? Расскажите подробнее, если это легко. А так, выходит, что фирмы, выпускающие измериловку, тратять впустую огромные деньги на исследования характеристик компонентов и их отбор. Оказывается, половина проблем, как я понял, решается программно) Вы противоречите матушке-природе. Таких ИОН не существует от слова совсем. Я Вам дал ссылку на телеграф. А НЧ шумов много разных. Но это не значит, что их можно ставить в один ряд.

Какая шина???? Я говорю о разрешении преобразователя. Скажите честно, Вы хоть один вольтметр/омметр/амперметр выпустили сами и аттестовали его? Я говорю о цифровом приборе с разрешением хотя бы 5.5 разрядов. Я не в качестве упрёка спрашиваю, а у меня возникает ощущение, что мы говорим с Вами на очень разных языках. При этом Вы пытаетесь слегка даже агрессивно прогибать какую-то свою позицию по поводу терминологии, нормирования телеграфа и т.д. и т.п. В измерительных приборах не встречал. Но не исключаю. Ну, и дальше что?) Как Вы отличите телеграф от изменения измеряемой величины (никто же не запретит вольтметром постоянного напряжения логировать переменный сигнал)? Я Вам уже предложил прочитать о природе этого шума.

Для этого достаточно поднять свой уровень образования, и выяснить, что реальное разрешение и заявленное - вещи разные. И причина этому - тот же INL или шумы ИОН. Это бесперспективный разговор. Без реальных данных. В советском институте мог быть подвал с контуром заземления и питанием от дизель-генератора для исследования шумов в области мкВ и нВ. У Вас дома такой есть? Нет. Тогда по каким критериям сравнивать будем? Выкатить Вам список оборудования моей домашней и рабочей лаборатории? Телеграфный шум - НЧ шум. может быть около 10 ppm и более на 10 В. ЦОС? Таких примеров в промышленности не знаю. Обычно ИОН отбирают. Мне кажется, что Вы меня провоцируете на какие-то неразумные выпады или ответы. Предупрежу: если продолжите в таком стиле, я больше с Вами дискуссию продолжать не буду. Неинтересно. ЦАП/АЦП и ИОН - разные блоки и схемы в измерительной технике, хотя и плотно связанные по различным критериям. И порой весьма непростые. И иногда даже очень и очень дорогие. Аудио/видео сюда отношения не имеет никакого. Я Вам привёл утопичный пример, о чём честно и написал, но лишь для демонстрации терминологии. ЦАП и АЦП не может существоввать без ИОН нигде. Даже в аудио. Я тоже. Хотя музыкой занимаюсь. А по специальности я оканчивал Университет.

А, ну вот Вам ещё простой пример. Пусть у нас есть идеальный вольтметр с разрешением 16 бит. Его погрешность 0%. Это утопия, но пусть пока будет так. Теперь мы изменяем величину ИОН на +5%. Разрешение вольтметра и прежние метрологические характеристики осталось прежними и постоянными во времени и не зависят от изменения температуры. А погрешность - уже нет, не осталась нулевой. Но мы можем по-прежнему измерить напряжение неизвестного источника с разрешением 16 бит. Можем измерить напряжение второго неизвестного источника. И даже сравнить их относительно другу друга с разрешением в 16 бит. При этом погрешность сравнения составит 0%. Но погрешность измерения каждого взятого источника составит 5%. Таким образом, погрешность и разрешение - разные характеристики измерителя.

Вы сейчас спорите не со мной, а с устоявшейся и принятой ещё лет 50 или больше назад - терминологией. Зачем? Не хочу. Мне неинтересно говорить о посторонних вещах. Своё мнение относительно работы инженера и сотрудника института я уже озвучил. Оно более-менее совпадает с реальностью, т.к. я сам инженер по образованию и должности. А с работой научных сотрудников исследовательских институтов знаком не по наслышке. 6 разрядов. Хватит и LM399AH за 2000 рублей. Вот только проблема в том, что купив новую на диджикее или маузере, или даже на самом заводе, Вы обнаружите, что у нее есть телеграфный шум. А он не фильтруется. Т.е. не усредняется. Да и вообще никаким образом не устраняется, если почитаете о его природе. И Вам потребуется купить и выбросить (без шуток) 10 таких ИОН, и только 11 окажется без шума. И это является нормой. Это называется отбором - явлением нормальным в сфере 20 битной измериловки. Поэтому, Вы снова можете потратить 10 * 2000 = около 100 с лишним баксов) И это снова один! ИОН))) Вы можете мне не верить на слово, проверьте сами эти все мои сентенции) Я предпочитаю использовать термины. Чтобы быть понятым находящимися в теме людьми, а также понимать их самих. А Ваша правда внесёт только путаницу, т.к. является объектом субъективным. Т.е. у Вас одна правда, у меня - другая, у него - третья. Зачем это нужно?

Может быть на этот вопросе мы и закончим рассуждать о 24, а теперь и 20 битах в патетических формах? А то так нетрудно и до ереси договориться. Объясню своими словами. Грамотные, академические, термины Вы сможете сами найти в словарях. Разрешение преобразователя - количество дискретных квантов, сопоставленных полной шкале аналогового сигнала. Например, разрешение 12 бит даёт 4096 отсчётов полной шкалы АЦП/ЦАП при ИОН, скажем, 10 В. Это значит, что один квант будет равен округлённо 2.44 мВ. Точность или погрешность преобразователя - мера несоответствия измеренной/преобразованной преобразователем величины в сравнений с неким эталоном. Разрешение преобразователя может быть и 32 бита, т.е. иметь 4 млрд. квантов. Но из-за помех, дрейфов и т.д. и т.п. погрешность вольтметра на базе 32-битного АЦП может не превышать погрешности идеального измерителя 3.5 разрядов, что эквивалентно 12 битам. Т.е. весь хвост цифр после 3.5 разрядов будет бесполезен по причине шумов или дрейфа или нестабильности показаний. Институты и инженеры занимаются разными видами деятельности, и не исключают работы друг друга. Инженер по сравнению с институтом - это ремесленник. Конечно, сравнение очень грубое, но может быть понятное. Инженер не занимается исследованиями некоторых вопросов, посильных только институту, из-за отсутствия квалификации, оборудования (ооооочень дорогого), времени и т.д. и т.п. И да, вольтметр В7-38 (ЕМНИП) был разработан в СССР или чуть-чуть позже после его развала группой чуть ли не студентов. Поэтому, Ваше сравнение снова некорректно. ИОН для означенной Вами разрядности 24 бита будет стоить в районе 13 т.р. При нынешнем курсе доллара, это 130 долларов. И это только один! ИОН. Так что там про сотнИ баксов?)

24 бита? 7.2 разряда? Дома? Налегке? А чем налегке? Как я понимаю, речь идёт у Вас не о промышленном вольтметре, иначе не было бы смысла об этом говорить - там всё сделано профессионалами в области измерений. В нашем случае, следуя из контекста топика, речь идёт о разработке измерителя. И вот я снова повторяю, 24 бита можно измерить дома налегке? Т.е. шум ИОН, его дрейф, наличие паразитных термопар и т.д. и т.п. не вызывает у Вас никаких сложностей? Вы не путаете разрядность АЦП и действительную разрядность измерений с оговоренной линейностью, INL, шумами, дрейфом, краткосрочной и долгосрочной стабильностью таких измерений? Вас не смущает градиент температур в таком измерителе, приводящий к погрешностям, т.к. у Вас есть арсенал для борьбы с ним? Простите, но Вы погорячились, употребив термин "налегке" и "дома" и с разрешением (не точностью) 24 бита. Хотя, козырь у Вас есть - Вы всё же не назвали метрологические характеристики. Тогда "налегке" вполне возможно. Вот только от разрешения 24 бита там будет столько же пользы, сколько от козы, бьющей в барабан копытом)))

Мы и дальше можем продолжить диалог, преисполненный загадками и недоговорёнными знаниями, возможно, предав величия перед друг другом Но я всё же хотел лишь сказать автору топика, что питание АЦП вполне возможно с использованием импульсного преобразования. А детали в ответах требуют наличия не меньшего количества деталей или уточнений в вопросах.

А Вы познакомьтесь с принципами измерения значений напряжения таких сверхмалых величин😀. И уже не будете так категоричны.

Импульсные преобразователи стояли в питании ещё советских нановольтметров (очень непростой измеритель в общих словах). Марку точно сейчас не подскажу. И всё прекрасно работало. Я понимаю, что говорю Вам общие слова. Но и Ваш вопрос не содержит технических подробностей.