Problem z optoizolacją i DAC

Question

Witam,walczę z problemem optoizolacji. Mianowicie, do płytki ewaluacyjnejz procesorem ARM dołączyłem sobie przetwornik DAC 7611. Napisałemprotokół...

Tantalos · Accepted Answer

Spróbuj może tak:

Code:

LD_Set;     // Transfer data to temp register in DAC

  CS_Clear;   // Select chip

  for(i = 12; i > 0; i--){

    if (data & 0x800) {

      SDI_Set;    // When 1 is transfered SDI is high

    }

    else  {

      SDI_Clear;  // else is low

    }

    data <<= 1;

    DelayUs(1);

    CLK_Set;

    DelayUs(1);

    CLK_Clear;

    DelayUs(1);

  }

Tantalos · Accepted Answer

Ok przeczytałem datasheeta. Powinno być tak:

Code:

bool DAC_TransmitByte(int data)  {

  int i;

  if (data > 4096)

    return 0;

  CS_Clear;   // Select chip

  for(i = 12; i > 0; i--){

    if (data & 0x800) {

      SDI_Set;    // When 1 is transfered SDI is high

    }

    else  {

      SDI_Clear;  // else is low

    }

    data <<= 1;

    DelayUs(1);

    CLK_Clear;

    DelayUs(1);

    CLK_Set;

    DelayUs(1);

  }

  CS_Set;   // Deselect chip

  DelayUs(1);

  LD_Clear; // End of transfer, shift temp register to output

  DelayUs(1);

  LD_Set;     // Transfer data to temp register in DAC

  return 1;

}

_Robak_ · Answer

To chyba tu pies pogrzebany bo po optoizolatorze masz invertery które negują sygnałl więc w programie nic nie musisz uwzględniać. Poza tym zamieniłbym je na zwykłe inwertery a nie szmita.

danrok · Answer

Ale sprawdzałem miernikiem i jeśli na wejście tego optotranzystora podam 1, to
na wyjściu mam 0 i odwrotnie. Poza tym według schematu w datasheecie, jest tam
dioda nadawcza, odbiorcza i tranzystor. Gdzie miałby być inwerter?

Tak jak napisałem, za optotranzystorem nie ma tego inwertera schmita
zmontowanego w układzie jak na razie. Zastanawiam się właściwie czy jest mi
on potrzebny. Układ tak czy inaczej bez niego powinien działać, po uwzględnieniu
odwracania stanu logicznego na optotranzystorze.

_Robak_ · Answer

Ok, p.sa nie przeczytałem;) W takim razie napisz coś więcej, jaką masz prędkość transmisji itp. To że ten transoptor jest do 1MB nie znaczy że byle jakie podłączenie zagwarantuje poprawną pracę! Jeśli masz oscyloskop to zobacz jak to wygląda na wejściu i wyjściu.

danrok · Answer

W Armie użyłem JTAGa, by ręcznie sprawdzić każdy wysyłany bit i wszystko by
się zgadzało z tym, co powinien wysyłać - sprawdzam później bez transoptorów i
dokładnie to samo przychodzi do DAC. Więc prędkość transmisji wykluczyłem
jako problem.
Może wyjścia procesora nie mają takiej wydajności prądowej, by zasilić kilka
optotranzystorów na raz, może to być przyczyną?

EDIT:
Sprawdzałem w dokumentacji i maksymalny prąd wyjściowy z pojedyńczego
pina to 25mA. W moim przypadku jest to (3.3-1.45)/220 = 8mA.
Jest też parametr maksymalnego prądu wyjściowego z wszystkich pinów:

(2) Total injected current (sum of all I/O and control pins)(4) ± 25

Czyli pewnie następuje przeciażenie, bo CS musi być uruchomiony, CLK co pewien
czas też no i CLR także, co już daje 24mA... pewnie jakiś jeden pin pominąłem
i stąd ten cały problem.

marco47 · Answer

Odwróć podłączenie diod w transoptorze na takie aby stanem aktywnym był poziom niski (L). Jeżeli nie da się tego zmienić w programie zastosuj wzmacniacze lub dwa inwertery.

Aby transoptor nie obracał sygnału emiter podłącz do masy poprzez rezystor, a z niego pobieraj sygnał do DAC'a

danrok · Answer

Nie za bardzo rozumiem o czym mowa z tym odwróceniem podłączenia diod w
transoptorze. Jak na razie katoda jest podłączona przez rezystor do masy,
a anoda podłączona jest do mikroprocesora. Co mam inaczej więc podłączyć?

Chyba, że mówisz, by do bazy tranzystora po stronie "wtórnej" podłączyć wyjście.
Wtedy chyba byłoby to odwrócone, czy mylę się?

marco47 · Answer

Nie zwróciłem uwagi że transoptor 6N136 ma fotodiodę, dlatego układ wyjściowy zastosuj taki jak masz na swoim schemacie.

danrok · Answer

Dioda od tranzystora ma wisieć w powietrzu? Nie ma być podłączona do masyprzypadkiem?

marco47 · Answer

To nie jest dioda tylko fotodioda dlatego musi być podłączona do plusa, aby mogła sterować wewnętrzny tranzystor.

danrok · Answer

Czyli nic innego nie da się wykombinować żeby to połączyć? Jedynie co mogę
zrobić to dorzucić np. bufor?

EDIT. OK, przerzuciłem rezystor 100 Ohmów do nóżki 2 i na stałe do +, 3 podłączę
do procesora, a wyjście zostawie takie jak mam u siebie w schemacie i sprawdzę.

danrok · Answer

Witam ponownie,
zmieniłem układ na taki jak w załączniku. Mimo wszystko układ nie działa. Faktycznie
faza nie jest odwrócona, prąd także z procesora nie jest pobierany, bo wpływa.
Z tego co zauważyłem, to jedynka stabilizuje się na poziomie 3.3V ( musiałem
tak podłączyć, bo procesor na pinach daje 3.3V). Zero stabilizuje się natomiast
na poziomie 0.06V, czyli trochę dużo. Wygląda jakby tranzystor nie otwierał
się do końca?

EDIT:
Chyba jednak takie rozwiązanie także nie zadziała, bo:

(2) Total injected current (sum of all I/O and control pins)(4) ± 25

Czyli prąd wpływający do pinów także nie może przekraczać 25mA. Chyba
jednak nie obejdę się bez tych buforów.

marco47 · Answer

Walczysz z optoizolacją, a pytanie dotyczy czy musi tam być? Jaki jest powód że się na nią zdecydowałeś.

Tantalos · Answer

Twój problem leży chyba po stronie transmisji bitów niż optoizolacji. Może wysyłasz o 1 bit za mało lub za dużo albo w odwrotnej kolejności.

danrok · Answer

Chodzi mi o bufory w sensie inverterów schmitta. @Tantalos: wydaje mi się, że bity wysyłam dobrze. Jak podepnę DAC bezpośredniodo procesora to wszystko działa w porządku.

marco47 · Answer

Optoizolacje stosuje się gdy chcesz odizolować galwanicznie dwa układy, a w tym przypadku chcesz tylko wyczyścić przesyłany sygnał?

danrok · Answer

Nie. Chcę odizolować sygnały. Problem z tym, że płytka ma mieć wymiary do 5x5cm dlatego nie chciałbym stosować schmittów jeśli nie potrzebuję. A chciałem je zastosować, by wejście optotranzystorów było podłączone do tych schmittów, wtedy wyjścia procesora nie byłyby tak obciążone prądowo.

marco47 · Answer

W przypadku optoizolacji najlepiej jakbyś jeden kanał sprawdził oscyloskopem , bo wtedy dokładnie przy pierwszym spojrzeniu będziesz wiedział co jest nie tak z tym sygnałem. Mierzenie miernikiem nic nie daje bo to trzeba obserwować przy nominalnej prędkości transmisji. Podłącz jakiś sygnał z generatora i dopasuj wartości rezystorów na wejściu i wyjściu, aby otrzymać sygnał prostokątny. Może trzeba będzie dołożyć rezystor podłączony do masy i bazy tranzystora aby zlikwidować nasycenie bazy.

danrok · Answer

a wykonywanie programu linia po linii za pomocą JTAga nie pozwala mi się rozeznać
czy wszystko działa? Zaznaczam, że jeśli tak wykonuję program, dalej DAC
wydaje się nie działać niestety. Generalnie dążę do tego, że nie mam dostępu
do oscyloskopu niestety

marco47 · Answer

A kartę dźwiękową masz w komputerze? Jeżeli tak to poszukaj programu oscyloskopu na kartę , to wtedy coś niecoś zobaczysz. Co prawda tylko do 20kHz, ale zawsze to coś.

danrok · Answer

O dzięki. Będę szukał. Zastanawiam się dlaczego przy zerze przesyłanym
na wyjściu jest 0.08V, może dlatego jest problem, chociaż jedynka logiczna
pewnie będzie od 0.8V lub więcej nawet (1.6). Tak jakby tranzystor się nie w pełni
otwierał.

_Robak_ · Answer

Tyle że karta dźwiękowa ma kondensator na wejściu więc sygnału prostokątnegot o nie zobaczysz. Napisz jaką masz mieć prędkość transmisji, może wystarczy jakiś gorszy transoptor który łatwiej będzie odpalić bez oscyloskopu. Pozatym tymi 0.06V bym się kompletnie nie przejmował

danrok · Answer

Jeśli nie używam transoptora to prędkością transmisji zbliżam się do maksymalnej
możliwej. Najlepiej byłoby gdybym osiągnął ten 1MHz. Czyli połowę tego co może
optotranzystor. Jeśli chciałbym użyć A/D z karty dzwiękowej, muszę chyba obniżyć napięcie wejściowe na przetwornik do 1V około?

EDIT:
Podliczyłem to wszystko i CLK taktuję tak, że opóźnienie pomiędzy CLK a CLK' to
1us.

Code:


  LD_Set;     // Transfer data to temp register in DAC

  CS_Clear;   // Select chip

  for(i = 12; i > 0; i--){

    if (data & 0x1000) {

      SDI_Set;    // When 1 is transfered SDI is high

    }

    else  {

      SDI_Clear;  // else is low

    }

    data <<= 1;

    DelayUs(1);

    CLK_Set;

    DelayUs(1);

    CLK_Clear;

    DelayUs(1);

  }

Wychodzi mmi więc na to, że prędkość transmisji to 3*1us * 12(bitów), czyli
około 200kHz. Powinno się to dać bez problemu osiągnąć na optotranzystorach.

danrok · Answer

A dlaczego tak? skoro ja wysyłam 12 bitów, czyli 2^12, a chcesz robić iloczyn
z 2^11? Wtedy nigdy nie wyślę > 2096 moim zdaniem.

EDIT: Jeszcze raz chciałem zaznaczyć, że jeśli podepnę DAC bezpośrednio do
procesora to cała transmisja działa dobrze. Problem pojawia się jedynie przy
włączeniu w obwód optotranzystorów. Czy problem może być to, że wejścia
procesora są przeciążone? (prąd wpływający do nich wynosi w ekstremalnej
sytuacji 5*(3.3-1.45)/100 czyli 92mA, a maks to 25mA.

Tantalos · Answer

Jeśli wysyłasz 12 bitów (zakres 0 - 4095) to największa wartość to 0xFFF. Jeśli więc ustawiasz maskę 0x1000 to pierwszy wysłany bit jest zawsze 0.
Co do prądu to możesz tak ustawić konfigurację transoptorów (część może być w trybie inwertera a część nie) aby zawsze tylko przez 2 płynął prąd.
No i te transoptory mają max 1.5us czasu propagacji więc to też może mieć jakiś wpływ.

danrok · Answer

Aha, faktycznie.. dzięki za zwrócenie mi uwagi na ten iloczyn logiczny.
Teraz fragment wygląda tak:

Code:

bool DAC_TransmitByte(int data)  {

  int i;

  if (data > 4096)

    return 0;

  LD_Set;     // Transfer data to temp register in DAC

  CS_Clear;   // Select chip

  for(i = 12; i > 0; i--){

    if (data & 0x800) {

      SDI_Set;    // When 1 is transfered SDI is high

    }

    else  {

      SDI_Clear;  // else is low

    }

    data <<= 1;

    DelayUs(1);

    CLK_Set;

    DelayUs(1);

    CLK_Clear;

    DelayUs(1);

  }

  LD_Clear; // End of transfer, shift temp register to output

  CS_Set;   // Deselect chip

  return 1;

}

z tym, że niestety DAC nie reaguje. Ma ktoś może jakąś funkcję do porównania?

Układ podłączony na razie bez optotranzystorów.

EDIT:
Co dziwne, przy wysyłaniu wartości 2048 (2^11), moje porownania działają OK.
DAC na wyjściu ma równo połowę przedziału. Jeśli zamienię wartość iloczynu
na 0x800 to DAC nie otrzymuje nic. Dziwne..

danrok · Answer

OK, DAC ruszył bez optoizolacji, ale jednak z optoizolacją jeszcze jest pewien
problem. Dałem opóźnienia 1ms, dalej nic nie idzie. Czasem - raz na kilka uruchomień
DAC wypuszcza sygnał na Vout, ale nie ma on wiele wspólnego z tym co chciałbym
by tam było..

marco47 · Answer

Więc Sam widzisz że w tego typu układacz nieodzownym jest posiadanie oscyloskopu. Teraz kombinujesz jak koń pod górkę a wystarczyłby jeden pomiar i wiedziałbyś na czym stoisz.