Problema de ruido en la entrada de un convertidor analógico a digital

El principal problema es que la referencia de voltaje (LT1019) no es adecuada para ese ADC. El ADC requiere un desacoplamiento sustancial en las entradas REF porque es una entrada sin memoria intermedia y se producirá un error en la frecuencia de muestreo en la que se esté ejecutando. Sin embargo, al LT1019 le gusta ejecutarse sin desacopladores de salida. Es un dispositivo muy antiguo y la hoja de datos es deficiente y simplemente no le dice qué tan bueno es el LT1019 para lidiar con el ruido de conmutación de alta frecuencia causado por el DAC. Los dispositivos más modernos muestran un gráfico de impedancia de salida en función de la frecuencia para ofrecerle mejores datos con los que trabajar.

Esto también se aplica a las entradas, pero al menos está utilizando un amplificador de búfer (MCP6231). Sin embargo, ese amplificador de búfer tiene un ruido de entrada equivalente muy pobre (50 nV por raíz (hercios)) y, ahora que lo he comprobado, tampoco especifica qué impedancia de salida tiene (en función de la frecuencia). Mala elección del amplificador operacional y mala referencia de voltaje.

También puede haber otras cosas incorrectas, pero me parecen malas opciones de diseño.

Veo dos cosas. Uno es el ruido donde no debería haber, y dos la ausencia de condensadores de desvío / desacoplamiento en su regulador de voltaje LT1019, y los pines 3 y 4 de sus entradas de referencia de ADC, y un filtrado mínimo en su amplificador operacional.

Su amplificador operacional solo tiene un filtro mínimo con un condensador de 100 nF. Me gustaría añadir un 4.7uF a través de sus pines de alimentación. Agregue un condensador de 100nF y 4.7uF a los pines 3 y 4 de su ADC. También su fuente de alimentación principal podría usar un capacitor de 470uF en el pin 2 del regulador de voltaje.

Asegúrese de que los cables de conexión a tierra desde el receptor de RF al amplificador operacional y el ADC sean lo más cortos posible. Primero limpie las fuentes de alimentación , luego verifique la claridad de la señal nuevamente.

Creo que sé de dónde viene el problema y por qué no afecta mis mediciones tan mal como lo esperaría del tamaño de los picos.

Mientras ponía las cosas juntas para publicar esta pregunta, tuve que desenterrar la hoja de datos del LTC2440 de nuevo. También tuve un buen vistazo a las imágenes de las trazas del alcance mientras las recortaba.

Los picos se producen a la tasa de muestreo del LTC2440. Eso es 880Hz de la forma en que lo estoy operando.

Las páginas 23 y 24 de la hoja de datos de LTC2440, explican qué sucede cuando las muestras de LTC2440, Y también explica los picos. El LTC2440 parece necesitar una fuente de impedancia muy baja para muestrear. La hoja de datos también explica cómo manejar el LTC2440 para evitar que los picos sean un problema.

Básicamente, conducir directamente desde un simple búfer no inversor no lo cortará.
Necesita un capacitor robusto en la entrada (1µF) y un amplificador operacional configurado para manejar ese capacitor. El condensador suministra la corriente necesaria para la entrada del LTC2440 y se recarga al voltaje correcto mediante el op-amp entre muestras.

Por lo tanto, mi MCP6231 de baja potencia no está a la altura de conducir el LTC2440.

Lo interesante para mí es que esto explica por qué no obtengo resultados de mierda por completo. Probé el circuito con un pequeño programa que solo lee un montón de valores y calcula la CA de pico a pico. Los valores pico a pico estaban en el rango de 1mVolt, lo que no sería posible si fuera simplemente ruido: los picos son 15mV de alto.

Creo que lo que está sucediendo es que mi pequeño MCP6231 se las arregla para extraer cosas dentro de 1 mV de la señal real antes de que el muestreo se realice en el punto plano entre picos.