[Holly 0]

Все, что Вам нужно, в самом новейшем и, одновременно, предельно простом исполнении изложено здесь:

http://www.ti.com/lit/ds/sbas446f/sbas446f.pdf

Схема представлена на фиг.71.

З.Ы. Про интегрирование ускорения Вы поняли совершенно правильно.

[Ruslan1 17]

Все, что Вам нужно, в самом новейшем и, одновременно, предельно простом исполнении изложено здесь:

http://www.ti.com/lit/ds/sbas446f/sbas446f.pdf

Схема представлена на фиг.71.

года три назад я заказывал семплы ads1281 и 1282. Реально игрался кажется только с 1281. Результаты не впечатлили. Да, SNR примерно в два раза лучше стало, но, учитывая удобство применения(у него даже CS нету в интерфейсе!) и цену, все-таки остались на ADS1255.

[Holly 0]

года три назад я заказывал семплы ads1281 и 1282. Реально игрался кажется только с 1281. Результаты не впечатлили. Да, SNR примерно в два раза лучше стало, но, учитывая удобство применения(у него даже CS нету в интерфейсе!) и цену, все-таки остались на ADS1255.

ага, а еще ADS1258 и тд. Кому что - кому шумы, кому количество каналов и тд. Однако, 1282 имеет, насколько я помню, одно неоспоримое достоинство - он выпускается еще и в high temperature версии для для работы в условиях повышенных температур до 210 по Цельсию. Цена там, понятно, но это уж кому что, опять.

[Ruslan1 17]

ага, а еще ADS1258 и тд. Кому что - кому шумы, кому количество каналов и тд. Однако, 1282 имеет, насколько я помню, одно неоспоримое достоинство - он выпускается еще и в high temperature версии для для работы в условиях повышенных температур до 210 по Цельсию. Цена там, понятно, но это уж кому что, опять.

кстати 1258 я тоже применял, очень неплохой АЦП для своего круга медленных и неодновременносемплируемых задач.

Насчет 1255- так там один канал-то. Так что я из тех получился кому "итд" перевесило шумы. Зарубку на память конечно поставил, что, изменив схему и фирмварю так-то, можно увеличить SNR, но дальше зарубки дело не пошло.

Также и с температурой- кому как, 210 это конечно круто, но для узкого круга крутых профессионалов :)

[Alexashka 0]

Про микросейсмы вы можете найти в книге В.В.Палагин «Сейсморазведка малых глубин». Там написано: Микросейсмы возбуждаются разнообразными естественными и промышленными источниками: воздействие на грунт ветра, текущей воды, транспорта, энергетических установок, работающих механизмов и пр. Энергия микросейсм расположена в низкочастотной части спектра (3-5Гц), на частотах 10-20Гц она падает на 2 порядка.

p.s. Какая разрядность АЦП была при записи сигналов? Датчики подключались напрямую к АЦП?

К сожалению не имею этой книжки, у Вас нет ее в электронном виде?

 

Хммм..странно, насколько я знаю спектр естественного шума или даже техногенный шум, подчиняется закону 1/f. А тут выходит зависимость порядка 2-3 степени?

 

Записывалось 16-разрядным АЦП, но это не суть, т.к в обоих каналах были предусилители (в гефонном Ку=500, в акселе не помню, но тоже очень большой).

 

 

 

 

 

 

[VSP 0]

Вот Вы говорите можно взять тривиальный усилитель с геофоном, а вот к примеру сигнал шагов человека на расст.более 20м уже сливается с фоновыми шумами, а при должной обработке он уже сравнивается с электрическими шумами усилителя (в моем случае применялся OPA378, у него отсутствует фликер-шум). На еще бОльшем растоянии выделение полезного сигнала становится вообще не реальным.

Имеем:

-фон шума на выходе датчика более 2мкВ.

- большое (5мА) потребление в измерительном канале.

- плохое соотношение сигнал/помеха. (шум человека на удалении 20м скрывается за фоном микросейсм.

Предлагается

- применим в канале усилитель с микро потреблением с уровнем собственных шумов 0,4-0,6 мкВ. Потребление в канале снизится примерно в 50 раз, а совокупный шум возрастет на (5-10)%.

- ограничим выигрыш по току величиной 10 раз. Это позволит нам далее сгустить сеть датчиков в 5 раз. (50/10 = 5). Если ранее датчики мы ставили с шагом 40м, то теперь поставим с шагом 8 метров. Дальность до цели сократилась в 5 раз, а сигнал, соответственно, увеличится в 25 раз.

Итого:

- система стала в 5 раз сложнее

- потребление сократилось в 10 раз.

- сигнал от цели при пересечении линии датчиков вырос в 25 раз.

[Alexashka 0]

Имеем:

-фон шума на выходе датчика более 2мкВ.

- большое (5мА) потребление в измерительном канале.

- плохое соотношение сигнал/помеха. (шум человека на удалении 20м скрывается за фоном микросейсм.

Предлагается

- применим в канале усилитель с микро потреблением с уровнем собственных шумов 0,4-0,6 мкВ. Потребление в канале снизится примерно в 50 раз, а совокупный шум возрастет на (5-10)%.

- ограничим выигрыш по току величиной 10 раз. Это позволит нам далее сгустить сеть датчиков в 5 раз. (50/10 = 5). Если ранее датчики мы ставили с шагом 40м, то теперь поставим с шагом 8 метров. Дальность до цели сократилась в 5 раз, а сигнал, соответственно, увеличится в 25 раз.

Итого:

- система стала в 5 раз сложнее

- потребление сократилось в 10 раз.

- сигнал от цели при пересечении линии датчиков вырос в 25 раз.

 

Это Ваше решение? :) Вообщето идея была как раз наоборот- увеличить дальность обнаружения и соответственно уменьшить число датчиков (низкое потребление требуется для другого- для более долгой автономной работы). Дело в том что если это барьерная система с большой протяженностью, то кол-во датчиков (и узлов-ретрансляторов) возрастает до астрономической величины. Например чтобы перегородить 1км нужно (с учетом перекрытия зон соседних датчиков=0.5) 1000/(8+8*0.5)=83 датчика и столько же узлов обработки и ретрансляции. А если 10км?

 

 

С микросейсмами пока не ясно. Похоже все-таки основной вклад дают техногенные шумы, которые будут отсутствовать в дали от городов. Скоро обработаю и выложу то что намеряли вчера вечером (когда народ поуходил с предприятия и повыключались все шумящие установки)

[ToR_TDA 0]

К сожалению не имею этой книжки, у Вас нет ее в электронном виде?

 

Хммм..странно, насколько я знаю спектр естественного шума или даже техногенный шум, подчиняется закону 1/f. А тут выходит зависимость порядка 2-3 степени?

В электронном виде нет. Я отсканировал Вам главу про микросейсмы. Не знаю поможет ли.

 

Все, что Вам нужно, в самом новейшем и, одновременно, предельно простом исполнении изложено здесь:

http://www.ti.com/lit/ds/sbas446f/sbas446f.pdf

Схема представлена на фиг.71.

К сожалению, такое включение геофона мне не подходит. В системах ВСП сигнал с датчика усиливается в 1000-2000 раз малошумящим усилителем прежде чем попасть на вход АЦП. АЦП в свою очередь должен одновременно брать выборки с 4 и более каналов. ADS1278-HT подходящее решение.

[ToR_TDA 0]

Нашел неплохую статью про расчет шумов и их анализ в Microcap, прикрепил.

И у меня еще есть вопрос не совсем в тему: пытаюсь рассчитать шум ОУ AD797 по формуле 17 из SLVA043b только без заморочек с интегрированием (по табличным значениям как в описании к OPA211) . Интересующий меня диапазон 10-250Гц, а беда в том что для AD797 токовый шум дан только при частоте 1кГц. Может как-то из Spice модели можно узнать шумовую характеристику тока до 1кГц? (модель здесь)

___.pdf

[Alexashka 0]

Нашел неплохую статью про расчет шумов и их анализ в Microcap, прикрепил.

И у меня еще есть вопрос не совсем в тему: пытаюсь рассчитать шум ОУ AD797 по формуле 17 из SLVA043b только без заморочек с интегрированием (по табличным значениям как в описании к OPA211) . Интересующий меня диапазон 10-250Гц, а беда в том что для AD797 токовый шум дан только при частоте 1кГц. Может как-то из Spice модели можно узнать шумовую характеристику тока до 1кГц? (модель здесь)

дык в микрокапе шумы считать проще простого -он сам считает и строит график, проблема как раз в обратном -нет адекватных в плане шумовых характеристик моделей, которые можно было бы не глядя всунуть в симулятор. А так...приходилось делать ручками -брать идеальную (нешумящую) модель транзитора или ОУ и добавлять шумящие компоненты согласно даташиту этого элемента. У AD модели ОУ вообщето неплохие, именно этот не пробовал, но с другими вполне реалистично получалось. Но все равно -лучше ручками посчитать, так оно надежнее будет :)

Для Вашего случая -геофон и неинвертирующий ус., расчет заметно упрощается если например обратку сделать сопротивлением в неск.раз меньше, чем сопрот.геофона и Ку>>1. Тогда формолка значительно упростится.

Потом можно отдельно посчитать шум источника и шум En ОУ (токовым шумом ОУ скорее всего можно пренебречь- если In*Rgeo<En). Обычно один из этих двух шумов (шум сопротивления геофона или шум ОУ) в разы больше другого. Тогда общий шум будет примерно равен бОльшему из этих двух.

1/f весь сосредоточен на низких частотах, и поэтому он дается уже в интегральном выражении (в полосе до 10Гц). Т.е интегрировать надо в рабочей полосе (от 10Гц до fмакс) с использованием En на частоте 1кГц, т.е тупо Un=En*sqrt(fмакс-10), а потом к этому значению среднеквадратично прибавить Un'(f = 0.1 Hz to 10 Hz). Для оценки более чем достаточно :)

[Alexashka 0]

Вот реальное сравнение сигналов, которое обещал показать. Сигнал геофона идет "как есть", акселерометра -интегрируется, накладывается ФВЧ 10Гц (который формирует спад 40дБ/дек АЧХ ниже частоты резонанса, который есть у геофона и кот.нет у акселерометра) и масштабируется чтобы выравнить оба сигнала по амплитуде пичков. На левом графике -сигналы, на втором -спектры (спектр берется по всему файлу для получения бОльшего разрешения). Видно, что в области сигналов от идущего человека (3 больших пачки и 1 маленькая) сходство весьма неплохое даже по форме, а вот в спектре у акселерометра идет мощный задир на низких частотах, причем задир сплошной, видимо это и есть те самые микросейсмы. Хотя возможно также идет накладка электрических шумов усилителя. Дело в том, что у акселерометра сопротивление на низких частотах растет и соответственно растут шумы усилителя. Визуально это выглядит как болтанка вокруг средней линии в промеждутках между пачками импульсов.

[ToR_TDA 0]

дык в микрокапе шумы считать проще простого -он сам считает и строит график, проблема как раз в обратном -нет адекватных в плане шумовых характеристик моделей, которые можно было бы не глядя всунуть в симулятор. А так...приходилось делать ручками -брать идеальную (нешумящую) модель транзитора или ОУ и добавлять шумящие компоненты согласно даташиту этого элемента. У AD модели ОУ вообщето неплохие, именно этот не пробовал, но с другими вполне реалистично получалось. Но все равно -лучше ручками посчитать, так оно надежнее будет :)

Для Вашего случая -геофон и неинвертирующий ус., расчет заметно упрощается если например обратку сделать сопротивлением в неск.раз меньше, чем сопрот.геофона и Ку>>1. Тогда формолка значительно упростится.

Потом можно отдельно посчитать шум источника и шум En ОУ (токовым шумом ОУ скорее всего можно пренебречь- если In*Rgeo<En). Обычно один из этих двух шумов (шум сопротивления геофона или шум ОУ) в разы больше другого. Тогда общий шум будет примерно равен бОльшему из этих двух.

1/f весь сосредоточен на низких частотах, и поэтому он дается уже в интегральном выражении (в полосе до 10Гц). Т.е интегрировать надо в рабочей полосе (от 10Гц до fмакс) с использованием En на частоте 1кГц, т.е тупо Un=En*sqrt(fмакс-10), а потом к этому значению среднеквадратично прибавить Un'(f = 0.1 Hz to 10 Hz). Для оценки более чем достаточно :)

Да, спасибо, тут можно пользоваться или Un'(f = 0.1 Hz to 10 Hz) или еще лучше если есть график Un и In от 0.1Гц или 1Гц.

Суть проблемы состоит даже не в расчете шума конкретно AD797, а в сравнении шумовых характеристик на заданной полосе нескольких малошумящих ОУ. Например, ОУ типа: LT1028, OPA211, LME49990 и еще несколько обладают очень хорошими и близкими шумовыми характеристиками. Для такого сравнения, я думаю, необходимо учитывать все источники шума, в том числе и входной токовый шум.

Микрокап считает и строит график исходя из суммарного вклада всех источников шума. Например, для ОУ от Analog Devices модель очень похожа на правду, и Texas Instruments тоже модель правдивую создала, а для LT1028 уже шумовая модель неадекватна. Таким образом, ручной расчет будет достовернее и однозначно подкреплен цифрами и графиками из datasheet-ов, в этом наши мнения сходятся. Но дело в том, что для адекватного сравнения хотелось бы рассчитать все с учетом входного токового шума в том числе. Для opa211 значение In = 1.7пА/sqrt(Гц) при f = 1кГц и 3.2пА/sqrt(Гц) при f = 10Гц. Жаль, что для AD таких значений нет.

[Alexashka 0]

Но дело в том, что для адекватного сравнения хотелось бы рассчитать все с учетом входного токового шума в том числе. Для opa211 значение In = 1.7пА/sqrt(Гц) при f = 1кГц и 3.2пА/sqrt(Гц) при f = 10Гц. Жаль, что для AD таких значений нет.

Ну вот загоните эту формулу из приведенного Вами pdf в какуюнить программу расчета и поиграйтесь значениями параметров. Вообще пА уже будет давать заметный вклад...нужны fA.

 

Вот тут моя старая темка, которую поднимал когда делал ЗЧУ, а тут -усилок для геофона. Может что полезное почерпнете :)

 

 

Вообще лучшая проверка -это проверка в железе.

 

 

[ToR_TDA 0]

Вот реальное сравнение сигналов, которое обещал показать. Сигнал геофона идет "как есть", акселерометра -интегрируется, накладывается ФВЧ 10Гц (который формирует спад 40дБ/дек АЧХ ниже частоты резонанса, который есть у геофона и кот.нет у акселерометра) и масштабируется чтобы выравнить оба сигнала по амплитуде пичков. На левом графике -сигналы, на втором -спектры (спектр берется по всему файлу для получения бОльшего разрешения). Видно, что в области сигналов от идущего человека (3 больших пачки и 1 маленькая) сходство весьма неплохое даже по форме, а вот в спектре у акселерометра идет мощный задир на низких частотах, причем задир сплошной, видимо это и есть те самые микросейсмы. Хотя возможно также идет накладка электрических шумов усилителя. Дело в том, что у акселерометра сопротивление на низких частотах растет и соответственно растут шумы усилителя. Визуально это выглядит как болтанка вокруг средней линии в промеждутках между пачками импульсов.

У HP есть статья про MEMS Seismic Sensor. В ней у акселерометра то же сплошной задир к низким. А вы снимали данные без сигнала (без шагов человека), такую характеристику нужно снимать где-то в подвале и на гранитной плите:). Тогда собственные шумы лучше оцениваются.

 

[Alexashka 0]

У HP есть статья про MEMS Seismic Sensor. В ней у акселерометра то же сплошной задир к низким. А вы снимали данные без сигнала (без шагов человека), такую характеристику нужно снимать где-то в подвале и на гранитной плите :) . Тогда собственные шумы лучше оцениваются.

Задир к низким у них это известный факт - 1/f шумы однако, как и у всех полупроводников, и МЭМС датчики тут не исключение .

 

Да это я так привел сигналы чисто для интересу потому как тут акселерометр унд геофон, запись фонового шума тоже делалась - там тоже самое. А спектр шагов практически весь сосредоточен в области 10-30Гц так что он тут не мешает оценке.