[Baloven 0]

Всем доброго времени суток. Помогите пожалуйста выбрать АЦП. Собственно какие к нему требования: 12-и разрядный, с быстродействием 100кГц, с 4мя входами. Этот АЦП будет обрабатывать данные о температуре. Измеряемый диапазон ( пока не знаю насколько это важно для выбора АЦП) 0-1100 градусов цельсия. Единственное, что накопал, что дельта-сигма преобразователи подойдут лучше всего. Почему пишу: я студент и с современным рынком не имею ни какой связи. Конечно я и сам смогу что-то выбрать, но надеюсь, что здесь мне подскажут более подходящий вариант =). Заранее благодарен за ответы.

[Xenia 45]

Собственно какие к нему требования: 12-и разрядный, с быстродействием 100кГц, с 4мя входами.

Скажите, откуда взялись такие странные требования? Не только сама температура, но и ее датчики достаточно инерционны для того, чтобы повторять измерения с такой головокружительной скоростью. 100 КГц это же всего 10 микросекунд. У всех веществ есть теплоемкость, и она не маленькая. Заметно изменить температуру тела за 10 миллисекунд и то проблематично, не то что 10 микросекунд. И что вы с таким потоком данных потом делать будете?

Обычно температуру измеряют не чаще 50 раз в секунду, подстраиваясь под частоту сети, чтобы наводки от последней не досаждали. Чтобы мерить, чаще нужны веские причины.

Из вашего сообщения неясно, каков у вас датчик температуры. Термопара это, терморезистор или еще что-то. Если первые два, то они достаточно инерционны для того, чтобы к частотам выше 50 Гц не обращаться. Иначе есть опасность, что шум от сетевых наводок погубит вам точность измерений.

 

Единственное, что накопал, что дельта-сигма преобразователи подойдут лучше всего.

Сигма-дельта АЦП действительно вещь хорошая. Но хороши они в основном тем, что выдают не мгновенное значение напряжения, а как бы среднее за время всего периода преобразования. Т.е. они, в буквальном смысле слова, накапливают значение за время периода. А отдавая одно оцифрованное значение, продолжают накопление следующего. Благодаря этому у них потрясающая точность измерения, поскольку гармонические наводки частотой, более высокой чем частота оцифровки, окажутся подавленными за счет того, что при накоплении их положительные полупериоды окажется сложены с отрицательными полупериодами, давая в результате ноль или близко к нему. Выбирая частоту преобразования 50 Гц, вы тем самым эффективно подавляете сетевую наводку, т.к. в этом случае в период оцифровки укладывается целый период частоты сети. Столько же хороши окажутся и кратные им частоты: 10 Гц (5 периодов), 5 Гц (10 периодов), 1 Гц (50 периодов) и др. Поэтому, если время терпит, то проводить измерения чаще, чем 50 Гц не рекомендуется.

 

И, наконец, есть определенное затруднение с тем, что вы собираетесь использовать входной мультиплексор на 4 канала. Сигма-дельта АЦП не любят переключений на другой канал (т.е. на другое измеряемое напряжение). А это значит, что после такого переключения первые измерения на новом канале могут оказаться испорченными. Испорченными в том смысле, что это окажутся промежуточные величины между тем, что было на старом канале и тем, что имеется на новом. И в практических случаях приходится первые 3-5 измерений после переключения на другой канал выбрасывать. Т.е. работать приходится так: переключаемся на интересующий нас канал, снимаем 5 измерений на одном канале, забираем последнее 5-ое измерение, а про первые 4 забываем, дальше переходим к следующему каналу.

Конечно, самый лучший способ, когда на каждом канале стоит свой АЦП, которые находятся в режиме непрерывного периодического преобразования, а следящий за ними микропроцессор оттаскивает данные по мере их готовности. То это решение слишком дорогое, хотя и бывают 4 (а то и 8) сигма-дельта АЦП в одном чипе, работающие синхронно. Все-таки это скорее экзотика.

 

Я же склоняюсь к тому, что высокая скорость в этом деле не нужна, и для дела сгодится любой АЦП со входным мультиплексом. А если вам температуру в комнате мерить, в печке или под мышкой :), то тут высокая точность не нужна (из-за ограниченной точности самих датчиков) и можно было бы пойти на самое дешевое решение - использовать АЦП, встроенный в микропроцессор. Он хоть и не сигма-дельта, и разрядов у него, как правило, 10, но сотую градуса с трудом вытянет. А если надо хай-класс, то я бы использовала что-то типа ADS1256 от Texas Instrument. Но это исключительно мои личные предпочтения, основанные на практических результатах работы с этим АЦП. Там как раз 4 дифференциальных входа (при желании можно их использовать как 8 одинарных) при разрешении 24 бита! Это очень высокая точность, позволяющая точно определить, в каких границах гуляет шум, а где граница достоверных измерений. С этим инструментом можно вытянуть из датчика всю ту точность, которую он способен давать, не внося собственных искажений.

[Oldring 0]

Всем доброго времени суток. Помогите пожалуйста выбрать АЦП. Собственно какие к нему требования: 12-и разрядный, с быстродействием 100кГц, с 4мя входами. Этот АЦП будет обрабатывать данные о температуре. Измеряемый диапазон ( пока не знаю насколько это важно для выбора АЦП) 0-1100 градусов цельсия. Единственное, что накопал, что дельта-сигма преобразователи подойдут лучше всего. Почему пишу: я студент и с современным рынком не имею ни какой связи. Конечно я и сам смогу что-то выбрать, но надеюсь, что здесь мне подскажут более подходящий вариант =). Заранее благодарен за ответы.

 

Присоединяюсь к предыдущему ораторы. Требования странные. Электроника не измеряет "температуру" как и любые физические величины, кроме электрических, физические величины сначала преобразуются в электрические сигналы первичными преобразователями, то есть всякого рода датчиками, а электроника уже обрабатывает полученные с них электрические сигналы. Поэтому требования к АЦП определяются в первую очередь этими датчиками, а что там у Вас за датчики - понять невозможно: 100 кГц выглядит много для измерения температуры, 12 бит - мало, а 1100 градусов вообще к АЦП не имеет никакого отношения.

 

Как студенту Вам нужно начать с прояснения вопроса, какие свойства у измеряемого электроникой электрических сигналов, а потом переходить к подбору АЦП.

[Baloven 0]

Скажите, откуда взялись такие странные требования?

Вестимо откуда. Это моё задание на курсовой. Кстати вы напомнили, что в чипе не один АЦП обычно. Так вот мне тоже два надо в одном чипе.

Из вашего сообщения неясно, каков у вас датчик температуры.

В том вся и проблема, что мне тоже не ясно. "на плате адаптера" всё что написано про расположение датчиков. Какого адаптера и как вообще измеряется я не знаю.

Там как раз 4 дифференциальных входа (при желании можно их использовать как 8 одинарных) при разрешении 24 бита!

К сожалению, эту часть вашего сообщения я не понял. Стыдно признаться, но я даже не до конца понимаю своё задание. А конкретно "Разрядность шины обмена: 8". Не могли бы вы мне сказать где можно почитать про это, или даже объяснить, если найдется время. У вас так хорошо получается :).

Вообще сложно объяснить что нужно, когда у тебя голяк по заданию.

а 1100 градусов вообще к АЦП не имеет никакого отношения.

Согласен, моя ошибка. Надеюсь это удастся списать на утреннюю сонливость :rolleyes:

Как студенту Вам нужно начать с прояснения вопроса, какие свойства у измеряемого электроникой электрических сигналов, а потом переходить к подбору АЦП.

"Выбирете АЦП и приходите"- сказал преподаватель, рассчитывая видимо на то, что я во всём разберусь сам. Не смог. Завтра пойду к руководителю (он, кстати, программист и суть задания в том, что обработать отцифрованый сигнал), но всё же хотелось идти не с пустыми руками =).

Изменено 21 октября, 2009 пользователем Мельник

[Stanislav_S 0]

Заходите сюда - АЦП и выбирайте что дуще угодно, там их много и 12 битных и 4 канальных. Хотя конечно сама постановка задачи - ерунда :)

[Baloven 0]

Да, наверно вы правы, Станислав. Проще всего самому найти, а сюда приходить с более серьёзными проблемами =).

З.ы. По вашей ссылке ничего не нашёл, т.к. там всего один АЦП с быстродействием 100кГц.

[Stanislav_S 0]

Да, наверно вы правы, Станислав. Проще всего самому найти, а сюда приходить с более серьёзными проблемами =).

З.ы. По вашей ссылке ничего не нашёл, т.к. там всего один АЦП с быстродействием 100кГц.

Хм... а что 125 или 200 не годится? Они вполне могут работать и на 100 , да и лишнии каналы никто не заставляет использовать :) Кстати уточните у препода, ему надо 100 на 4 канала или 100 на один канал, что в сумме будет 400.

[rezident 0]

З.ы. По вашей ссылке ничего не нашёл, т.к. там всего один АЦП с быстродействием 100кГц.

Неправда. При установке фильтров: Resolution>=12; T-Put Rate>=100kSPS; # Chan>=4 результат - 78 совпадений.

[Xenia 45]

> Там как раз 4 дифференциальных входа (при желании можно их использовать как 8 одинарных) при разрешении 24 бита!

 

К сожалению, эту часть вашего сообщения я не понял.

Тут всё предельно просто. У такого АЦП имеется 8 входов.

AINP1 - 1-ый вход, положительный

AINN1 - 1-ый вход, отрицательный

 

AINP2 - 2-ый вход, положительный

AINN2 - 2-ый вход, отрицательный

...

AINP4 - 4-ый вход, положительный

AINN4 - 4-ый вход, отрицательный

 

Присоединяете по термопаре к каждому входу, следя за тем, чтобы полярность ее ЭДС совпадала с названием выводов (+ к P, - к N). Если перепутаете, ничего страшного не случится, просто измеряемое значение окажется отрицательным.

Такой режим называется дифференциальным, т.к. АЦП при этом измеряет разность между AINP и AINN. Но некоторые АЦП могут работать в униполярном режиме, когда все его входы измеряют напряжение относительно земли. Тогда каналов получается вдвое больше, но при этом будут иметь место недостатки, о которых я за недостатком времени распространяться не стану. Очень часто дифференциальный или униполярный режим позволяется задать программно.

 

Стыдно признаться, но я даже не до конца понимаю своё задание. А конкретно "Разрядность шины обмена: 8".

Тут тоже нет ничего сложного. После того, как АЦП получит число, его придется как-то передавать дальше. Тут существует два варианта - параллельный и последовательный.

В параллельном режиме все биты числа выводятся на отдельные ножки, помимо которых выводится один дополнительный сигнал (строб) готовности. Т.е. в момент высокого уровня строба готовности с ножек АЦП можно считывать число. Так обычно работают принтеры на интерфейсе LPT или винчестеры на интерфейсе IDE/ATA - тянут шлейф с отдельным проводом под каждый бит числа + сигнал готовности. Такой способ обычно применяется на низкоразрядных АЦП (не более 8-ми байт).

 

Однако представьте, что в нашем случае выходное число 24-битное! Представляете сколько нужно ног и проводов? Аж целых 25. А если в чипе 4 или 8 АЦП то тогда бы число проводов возрастет до 100 или 200, соответственно! За такую конструкцию по головке не погладят, а еще и пинка дадут :). И вот тогда переходят на последовательную передачу данных по одному проводу на канал. Т.е. передают не все биты числа сразу, а по порядку друг за дружкой. Для этого добавляют сигнал CLK (клок), который синхронизирует выдачу данных. Чаще клоком дергает тот, кто данные получает. После каждого подъема клока АЦП выдает на свой вывод (ножку DO - data out) очередной бит. Иногда приходится сколько-то подождать после подъема клока, прежде чем АЦР выплюнет свой бит. Величина такой задержки оговаривается в даташите на АЦП. Одновременно по другому проводу (DI - data input) этот же АЦП может принимать информацию (последнее бывает нужно при программировании режима его работы). Как видите здесь обходятся всего 3-ми проводами: выхода, входа и клока. Такой тип интерфейса связи называется SPI. Им можно передавать число любой разрядности за счет замедления передачи (тут она получается многотактовой). В настоящее время разработчики АЦП очень охотно идут на этот способ цифрового обмена, поскольку разрядности у современных АЦП прибавилось, а многоногих чипов люди не любят. Кроме того, время расходуемое на передачу не имеет значения, т.к. АЦП отдает/принимает цифровую информацию не прерывая свою преобразовательскую деятельность. Т.е. пока АЦП накапливает следующий отсчет, вы имеете возможность прочесть предыдущий. Но горе вам, если не успеете - отчет будет потерян или испорчен, т.к. данные о предыдущей цифре хранится лишь до формирования новой. Поэтому крепко подумайте, нужна ли вам частота 100 КГц. Представьте какой будет геморрой :) ловить от него биты с частотой выше 10 Мгц. На такие жертвы люди идут в области скоростных телекоммуникаций, но никак не при ... измерении температуры :).

 

"Выбирете АЦП и приходите"- сказал преподаватель, рассчитывая видимо на то, что я во всём разберусь сам. Не смог. Завтра пойду к руководителю (он, кстати, программист и суть задания в том, что обработать отцифрованый сигнал), но всё же хотелось идти не с пустыми руками =).

Я бы на вашем месте честно призналась преподавателю, что задание измерять температуру с частотой 100 кГц кажется вам полнейшим абсурдом. И договорилась бы с ним о снижении этой частоты хотя бы в 100 раз, а лучше в 1000. Если преподаватель не дурак, то ваши резоны он должен принять. А вам бы был тот профит, что ваше задание перешло из разряда экстраординарных в типичные. Вы бы могли тогда взять типовую схему подключения термопар к АЦП (ее частенько приводят в даташитах на АЦП) и этим без особого труда выполнить задание.

 

P.S. Любопытства ради взгляните на даташит счетверенного/свосьмеренного АЦП

Quad/Octal, Simultaneous Sampling, 24-Bit Analog-to-Digital Converters ADS1274/ADS1278

http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/ads1274.pdf

и описания демо-платы с его использованием:

ADS1274 Evaluation Module (EVM) http://focus.ti.com/lit/ug/sbau134a/sbau134a.pdf

 

Заходите сюда - АЦП и выбирайте что дуще угодно, там их много и 12 битных и 4 канальных.

АЦП от Texas Instrement удобно выбирать здесь:

http://focus.ti.com/paramsearch/docs/param...NODE_STRY_PGE_T

[Baloven 0]

Ох, и в правду. Извиняюсь и спасибо за разъяснения Резидент. Я просто забил фильтр по одному параметру : T-Put Rate>=100kSPS и, видимо поэтому увидел только 1ин результат. Спасибо и вам Xenia, теперь мне точно есть что спросить =)

Изменено 21 октября, 2009 пользователем Мельник