He diseñado un circuito de medición de corriente que mide el voltaje a través de una resistencia de derivación. La tensión se mide básicamente con un amplificador de instrumentación y la salida está conectada a las entradas de un convertidor de analógico a digital de 18 bits.
Para tener una idea de cuánto ruido hay en las muestras, hice que el ADC convirtiera muchas muestras (65536 muestras para ser precisas) cuando no fluye corriente a través de la resistencia. Esperaba que la distribución de las muestras fuera como una distribución normal. Sin embargo, el resultado se veía así (figura 1):
Lamediaes131085(cercade131072,queeslamitaddelrangodeescalacompleta),porloqueestábien(losamplificadoresdeinterfaztienenerroresdecompensación,etc.).Peroladesviaciónestándaresde22.05quenoesmuybuena.Lopeoresqueladistribucióntienedosjorobas(descubríqueestosellamadistribuciónbimodal).Nosoydeningunamaneraunexpertoenestadísticasymegustaríasaberdesdeunpuntodevistamás"electrónico", ¿qué podría causar esta distribución? ¿Filtración inadecuada? ¿Corrientes de polarización en las entradas del amplificador de instrumentación?
El circuito es parte de un circuito más grande que también incluye una interfaz de medición de voltaje. Esta interfaz utiliza el mismo ADC y el mismo buen diseño de PCB, y ambos ADC tienen el búfer y el filtrado adecuados del voltaje de referencia. Hice un experimento similar con este circuito muy similar, y el resultado es más de lo que esperaba (figura 2):
Enestecaso,lamediaes131090yladesviaciónestándares2.52837.Muchomejor.
Laúnicadiferenciarealenlosdoscircuitosseríaelamplificadordeinstrumentaciónenelcircuitodemedicióndecorrientequenoestápresenteenelcircuitodemedicióndevoltaje.Elamplificadoresunamplificadordeinstrumentaciónregularbasadoen3unidades,configuradoconunagananciadevoltajede10.¿Podríaserestalafuentedeladistribución"extraña"? La distribución parece bastante simétrica aunque es bimodal. Me temo que el filtrado solo reducirá la desviación pero mantendrá la forma de la distribución.
¿Esto es normal con los amplificadores de instrumentación o el problema podría estar en otra parte?
Gracias de antemano por cualquier idea sobre lo que podría estar mal.
(Por cierto, no voy a publicar ningún esquema, ya que se trata de una pregunta más general y espero que las ideas sobre dónde podría estar el problema, no una solución completa. Gracias :-)