Sondear con osciloscopio detiene la fluctuación del ADC

Navega tus respuestas
6

He vuelto a mi proyecto actual constante para corregir una fluctuación molesta en la pantalla de corriente requerida. Vea los esquemas a continuación.

El circuito completo consta de una sección de CCS con salidas de señal para la corriente solicitada (representada por Vreq) y la corriente real (representada por Vact desarrollada en el sentido R).

Estas señales se envían a un amplificador que las amplía x10 y las señales amplificadas se envían a un uP ADC con una referencia externa de 2.5V ADC.

Estoy utilizando una aproximación estrella-tierra y mantengo las tierras digitales (amplificador) digital y analógica (CCS, amplificador) separadas, con un punto de tierra separado para el retorno de la carga.

A pesar de esto, la corriente requerida seleccionada por el POT de 100k sube y baja uno o dos mA en la pantalla. En preparación para algunos filtros de paso bajo, tomé algunas lecturas con mi sonda de osciloscopio (configurada en x10) y, para mi sorpresa, la pantalla era sólida como una roca. Sin fluctuaciones, perfectamente suave con los giros POT.

No importó qué punto "Probed" probé (vea los diagramas a continuación), el efecto fue el mismo. Al darme cuenta de que la sonda contiene algo de capacitancia y una gran resistencia, intenté colocar un 22pF y 10M en paralelo en uno de los puntos investigados. Por lo tanto, hasta ahora no he logrado replicar el "arreglo" provocado por la sonda. Tendré la oportunidad de hacer algo más esta noche, pero mientras tanto, ¿alguien puede decirme por qué la sonda ha tenido un efecto tan "beneficioso" en mi circuito?

¡Gracias!

ACTUALIZACIÓN: Debería haber señalado que el osciloscopio está conectado a la red y su cable de tierra está conectado a tierra. Además, el circuito en sí está flotando, es decir, está conectado a un regulador de pared de 5 V que no usa tierra física. Otra cosa, en todos los casos en los que probé el circuito (puntos "sondeados"), conecté el cable de tierra del osciloscopio a la tierra local en ese punto (no al punto de tierra de la estrella); no estoy seguro de si eso hace alguna diferencia. p>

Mientras estoy actualizando, otra cosa interesante es que si adjunto una carga (por ejemplo, una resistencia de 100 ohmios) las lecturas parecen ser bastante estables. No estoy seguro de si esto está relacionado, pero pensé que valía la pena mencionarlo.

OTRA ACTUALIZACIÓN:

Bueno, tuve la oportunidad de probar las cosas un poco más. Parece que es la conexión a tierra la que soluciona el problema, por lo que @WhatRoughBeast está en el camino correcto. Desafortunadamente, el truco de par trenzado no funcionó.

ACTUALIZACIÓN FINAL:

Finalmente conseguí que el circuito funcionara razonablemente bien. Cambié el bote multivuelta de 100k por un 10k (y la resistencia de 1M5 a 150k) y el aumento de la corriente pareció curar el parpadeo, excepto cuando la resistencia del bote era bastante alta. También acorté los cables de señal e implementé un simple paso bajo digital. Si tuviera que hacer esto nuevamente, usaría una PCB adecuada con un plano de tierra.

    
pregunta Buck8pe

2 respuestas

4

Esto puede sonar extraño, pero sospecho que es tu filosofía de conexión la que te está metiendo en problemas. La puesta a tierra en estrella es el enfoque estándar para el cableado de alimentación para evitar bucles a tierra. No es apropiado (usualmente) para circuitos de señal. El problema es que, para impedancias altas y cables largos (ish), invita a la formación de bucles de circuito / tierra de área grande, que responderán a campos magnéticos variables actuando como antenas e inyectando ruido en la ruta de la señal.

Intente conectar su Vact a la entrada A / D a través de un par trenzado, con el otro cable conectado a tierra en ambos extremos. Sí, esto producirá un bucle de tierra, pero con corrientes muy bajas, el ruido impuesto debe ser muy pequeño y dominado por la reducción de captación en la señal del micrófono.

Si eso no funciona, intente desconectar el cable de tierra del par trenzado en el lado A / D, pero déjelo conectado en el lado del sensor.

EDITAR - Mirando más allá de su circuito, hay una serie de problemas. Si esto es todo lo que hay, te estás metiendo en problemas con tu filosofía de conexión a tierra. A menos que haya otras cargas involucradas, lo que está haciendo simplemente no vale un terreno estelar. Su CCS solo produce una corriente máxima de aproximadamente .6 amperios, asumiendo que su resistencia de carga de 1k es un error. Este no es un nivel actual enorme.

No ha descrito la partición de su circuito, pero si los 3 circuitos forman parte de la misma PCB, simplemente debe usar un solo plano de tierra para todas las conexiones a tierra. La baja resistencia producida por el plano de tierra abrumará cualquier otro efecto. Como otra sugerencia, coloque la conexión a tierra cerca de la parte inferior de la resistencia sensorial.

Si la primera sección se retira físicamente de las otras dos, y no está seguro de acoplarlas mediante un par trenzado, el enfoque estándar es utilizar un amplificador de diferencia / instrumentación

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Utilice par trenzado para la conexión desde el sensor. C2 y C3 deben ser cerámicos. Filtran cualquier captación alrededor del bucle producido por la separación de los terrenos. El amplificador operacional responde a la diferencia entre los dos puntos sensores y, como no consume prácticamente ninguna corriente en sus entradas, rechaza los efectos de cualquier flujo de corriente entre los dos puntos de tierra.

El par trenzado actúa como el escudo de un hombre pobre. El cable de tierra actúa para interceptar la energía radiada y, debido a que está cerca del cable de señal, tiende a protegerlo. Para aplicaciones realmente de alta sensibilidad, utiliza un cable coaxial, que tiene un conductor interno completamente rodeado por una malla de alambre o una lámina metálica.

    
respondido por el WhatRoughBeast
1

Estoy bastante seguro de que el uso de un diodo Zener para la referencia de voltaje de 2.5V no es lo suficientemente preciso para un ADC, incluso más si tiene problemas de conexión a tierra, ya que descubrió el sondeo del circuito. Siempre utilizo un IC de referencia de voltaje cuando conecto un ADC, es decir, AD780: enlace

    
respondido por el lucas92

Lea otras preguntas en las etiquetas

Compensación óptima entre la profundidad de bits del ADC y la tasa de muestreo Para una PCB de 4 capas (con plano de tierra), ¿es necesario cubrir con un polígono de tierra en las Capas 1 y 4?