Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Przetwornik ADC 24 bit, źródło napięcia odniesienia.

07 Lis 2019 19:01 450 35
  • Poziom 9  
    Jakie parametry powinno mieć źródło napięcia odniesienia dla przetwornika ADC 24 bitowego? LSB takiego przetwornika to ~ 60 ppb (części na miliard) całego zakresu pomiarowego. Czy istnieją (w rozsądnej cenie) tak dokładne i stabilne źródła napięcia odniesienia?
  • Poziom 26  
    rozdzielczość a dokładność to dwie różne sprawy. Bardzo często rozdzielczość jest o wiele większa niż dokładność pomiaru.
  • Poziom 27  
    Pytanie brzmi co chcesz mierzyć i jak dokładnie a nie jak znaleść źródło o dokładności 1/24bit bo takie istnieją ale są ultra drogie.

    P.S. w zasadzie żaden zwykły przetwornik 24bit nie ma dokładności 24 bit, raczej 16-18 jak dobrze pójdzie.
  • Poziom 9  
    Przymierzam się do projektu którego głównym komponentem będzie precyzyjny pomiar światła pochłanianego przez roztwór związku chemicznego.
    W skrócie. Źródło światła rozdzielone na dwie wiązki. Jedna wiązka trafia bezpośrednio na fotodiodę, która jest układem odniesienia dla drugiej wiązki światła która przechodzi przez badany roztwór chemiczny i trafia do drugiej fotodiody. Wynik porównania wartości natężenia światła obu wiązek daje wynik, na podstawie którego można określić stężenie roztworu.
    Jaki jest sens stosowania przetworników ADC 24bit jeżeli ich dokładność to 16-18 bit?
    Czy gotowe płytki ewaluacyjne przetworników ADC 24 bit ( Analog Device, Texas Instruments) mają 24 bitową dokładność?
  • Poziom 25  
    Albo sygnał z fotodiody na którą pada światło bezpośrednio będzie napięciem odniesienia dla sygnału z drugiej diody.
  • Poziom 25  
    Jeśli chcesz to zrobić metodą, którą przedstawiłeś, to napięcie odniesienia nie musi być bardzo dokładne, bo masz sygnał odniesienia z fotodiody oświetlanej bezpośrednio.
  • Pomocny post
    Poziom 27  
    Wiem na czym polega spektroskopia absorpcyjna :)
    Dosyć dobry przykład tak przy okazji czemu używać przetwornika 24 bit.

    Ma on dużą rozdzielczość ale dokładność jest gorsza. Tylko że ty nie mierzysz absolutnej ilości światła pochłanianej przez próbkę tylko względną ilość w porównaniu do wiązki referencyjnej. Dzięki temu nie musisz mieć super stabilnego źródła światła (między innymi). Aby to zrobić dokładnie musisz mieć przetwornik o dużej rozdzielczości. Gdyby przetwornik zawsze kłamał o 50% to byś nie zauważył - mierzysz tylko stosunek dwóch wartości (2 napięcia reprezentujące dwa natężenia światła)

    Twój przetwornik musi być liniowy i utrzymać dokładność (jakąś) przez czas pomiaru obu wielkości. Absolutna dokładność tutaj nie ma większego znaczenia.

    Przetworniki światło-cyfra:
    http://www.ti.com/product/OPT3002
    https://ams.com/TSL25911
    Nie jestem pewien czy scalony przetwornik jest dobrym pomysłem - może dodać kolejne źródło błędów
  • Poziom 25  
    A może przetwornik z podwójnym, lub wielokrotnym całkowaniem. Są wolne (kilka pomiarów na sekundę), ale co do liniowości są chyba najlepsze.

    Wszystkie multimetry korzystają z nich.
  • Poziom 27  
    Trzeba by porozmawiać o pomiarze. Tani 24bit wystarcza do pomiaru pojedyńczych promili stężenia gazów jak optyka dobra...

    Przetworniki z wielokrotnym całkowaniem są super do pomiarów absolutnych. IMHO szkoda pieniędzy.
  • Poziom 25  
    Nie wiem jakie są teraz ceny, ale kilkanaście lat temu budowałem przetwornik na jakimś tanim scalaczku (nazwy nie pomnę). Zakres od - 19999 do 19999. Wynik w kodzie BCD.
  • Poziom 9  
    CosteC napisał:
    Wiem na czym polega spektroskopia absorpcyjna :)


    CosteC napisał:
    Gdyby przetwornik zawsze kłamał o 50% to byś nie zauważył - mierzysz tylko stosunek dwóch wartości (2 napięcia reprezentujące dwa natężenia światła)


    Chcę mierzyć napięcie różnicowe z dwu fotodiod jednym przetwornikiem.

    CosteC napisał:
    Nie jestem pewien czy scalony przetwornik jest dobrym pomysłem - może dodać kolejne źródło błędów


    W rozwiązaniu z sensorem Light-to-Digital mogą się pojawić dodatkowo błędy wnoszone przez dwa przetworniki ADC, błędy związane z różnym czasem wykonania pomiaru przez dwa sensory . Zakładam że strumień źródła światła może się zmieniać w czasie.

    Poprawiłem tą wypowiedź. Niestety nie wiem jak cytować Twoje wypowiedzi "CosteC"

    Dodano po 1 [godziny] 57 [minuty]:

    Myślałem również o zastosowaniu wzmacniacza instrumentalnego który do swoich wejść miałby podłączone sygnały z obu fotodiod, za wzmacniaczem instrumentalnym z odpowiednio ustawionym wzmocnieniem, przetwornik 16 bit. Czy to byłoby łatwiejsze w realizacji. Czy istnieją wzmacniacze instrumentalne z cyfrowo ustawianym współczynnikiem wzmocnienia np. po magistrali I2C?
  • Poziom 27  
    Jaki pomiar wykonujesz, jeśli chcesz napięcie różnicowe mierzyć tak dokładnie? Ciekawi mnie bo wygląda, że nie jest to spektroskopia absorpcyjna :)
  • Moderator DIY
    polczyk napisał:
    Czy istnieją wzmacniacze instrumentalne z cyfrowo ustawianym współczynnikiem wzmocnienia np. po magistrali I2C?

    Tak, istnieją, na przykład tutaj.
    Jeżeli chcesz podłączyć optoelement bezpośrednio, to istotny będzie minimalny prąd polaryzacji wejścia. Możesz rozważyć użycie AD8231.
  • Poziom 9  
    CosteC napisał:
    Jaki pomiar wykonujesz, jeśli chcesz napięcie różnicowe mierzyć tak dokładnie? Ciekawi mnie bo wygląda, że nie jest to spektroskopia absorpcyjna :)


    Innowacyjne urządzenie medyczne. Pomiar bardzo niskich stężeń w płynach ustrojowych. Tyle mogę powiedzieć.
  • Poziom 27  
    Dalej wygląda na pomiar absorpcji światła w próbce - zakładam, innowacyjność jest w części medycznej nie pomiarowej - stąd pytanie: czemu mierzyć różnicę natężenia między dwoma detektorami?

    W sensie, jeśli masz jakiś papier naukowy gdzie tak robią to chętnie poczytam czemu tak, nauczę się czegoś nowego, bo zazwyczaj absorpcję mierzy się inaczej.
  • Poziom 9  
    CosteC napisał:
    Dalej wygląda na pomiar absorpcji światła w próbce - zakładam, innowacyjność jest w części medycznej nie pomiarowej - stąd pytanie: czemu mierzyć różnicę natężenia między dwoma detektorami?

    W sensie, jeśli masz jakiś papier naukowy gdzie tak robią to chętnie poczytam czemu tak, nauczę się czegoś nowego, bo zazwyczaj absorpcję mierzy się inaczej.


    Odpowiem pytaniem na pytanie (wiem trochę nie ładnie).
    A dlaczego nie mierzyć napięcia różnicowego? Przecież wykonując pomiar w taki sposób kompletnie uniezależniamy się od czasowych fluktuacji źródła światła, błędów wynikających z dwu różnych procesów próbkowania i przetwarzania w ADC...

    Poniżej propozycja urządzenia o konstrukcji podobnej do opisywanej w tym wątku, od Analog Device.

    https://www.analog.com/en/design-center/refer...circuits-from-the-lab/CN0363.html#rd-overview

    urządzenie wykrywa stężenia substancji z rozdzielczością 0,1promila. (Figure 6. Absorbance Line...)
    a tu jego koszt w PLN (link należy wkleić do przeglądarki w jednej linii).

    https://www.digikey.pl/product-detail/en/anal...12.1290831224.1573216283-418130091.1573216283
  • Poziom 27  
    Płytka demonstracyjna CN0363 nie wykorzystuje żadnego wzmacniacza różnicowego... Mierzy natężenie światła przechodzącego przez próbkę i światła referencyjnego jednocześnie (albo prawie) i potem podlega to obróbce, między innymi przez detektor synchroniczny który pomaga usuwać szum i zakłócenia. Jest to dużo bliższe metodom które zastosowano w urządzeniach nad którymi pracowałem. Optyka w płytce demonstracyjnej jest bardzo prosta co zresztą pozwala sprzedać ją tanio. Rozdzielczość 0.1% nie jest zła, ale musiałbym poczytać co badano dokładnie.

    Dalej nie rozumiem idei pomiaru różnicy sygnału badanego i referencyjnego, chyba, że się po prostu nie dogadaliśmy.
  • Specjalista elektronik
    Przede wszystkim jest kwestia, jak otoczenie (np. temperatura) wpływa na działanie fotodiody (czy innego czujnika oświetlenia) - jeśli współczynnik konwersji oświetlenia na fotoprąd będzie pływał np. o 10ppm (czy raczej o tyle będzie się zmieniać stosunek tych współczynników obu fotodiod), to nie na wiele się przyda źródło napięcia odniesienia o stabilności 1ppm.
  • Poziom 25  
    A czy można zrobić coś takiego?

    Jedno źródło światła, jedna wiązka, jedna fotodioda i przetwornik. Najpierw mierzymy wiązkę bezpośrednio, a potem między źródło a fotodiodę wkładamy próbkę i mierzymy.

    Mamy dwa wyniki wykonane tym samym sprzętem prawie w tym samym czasie. A wyniki możemy obrabiać jak chcemy.

    Zastosowanie Light-tu-Digital nie zwiększy błędu.
  • Poziom 27  
    Można, część spektrometrów tak działa, ale ogólnie jest to wybitnie niewygodne albo drogie (mechanika) O wiele prościej mieć wiele detektorów, przynajmniej dzisiaj gdy krzem jest tani. Układy S/H też są tanie. A stabilizacja termiczna i kalibracja takiego systemu to zawsze jest osobne zadanie.

    Jak chcesz się bawić w scalone przetworniki światła na cyfrę to popatrz na ich parametry. Może wystarczą.
  • Poziom 25  
    To była propozycja elektronika. Układów Light-to-Light nie używałem.

    A na waszych "zabawkach" się nie znam.
  • Poziom 9  
    CosteC napisał:
    ... Mierzy natężenie światła przechodzącego przez próbkę i światła referencyjnego jednocześnie (albo prawie)


    "albo prawie" robi różnicę szczególnie w sytuacji kiedy źródło światła "szybko narasta" lub "próbka się rusza"

    CosteC napisał:
    Dalej nie rozumiem idei pomiaru różnicy sygnału badanego i referencyjnego, chyba, że się po prostu nie dogadaliśmy.


    A dlaczego nie mierzyć napięcia różnicowego które powstaje na wyjściu wzmacniacza różnicowego jednym "pomiarem" przetwornika ADC? Przecież wykonując pomiar w taki sposób kompletnie uniezależniamy się od czasowych zmian jasności źródła światła, od błędów wynikających z dwu różnych procesów próbkowania i przetwarzania ADC.
    Ja nie widzę w tym podejściu większych zagrożeń wprowadzenia błędów do pomiaru w porównaniu do "podejścia tradycyjnego".
    Nie mam doświadczenia w projektowaniu i budowie takich urządzeń. Jeżeli się mylę to wyprowadź mnie z błędu. Wskaż potencjalne problemy w podejściu z użyciem wzmacniacza różnicowego lub instrumentalnego.
  • Specjalista elektronik
    ak44 napisał:
    kilkanaście lat temu budowałem przetwornik na jakimś tanim scalaczku (nazwy nie pomnę). Zakres od - 19999 do 19999. Wynik w kodzie BCD.

    ICL7135 - ceny od 9zł.

    National Instruments 9208 (to niestety jest bardzo drogie, zwłaszcza z oprogramowaniem - kilkanaście k$, sam moduł około 1k$, ale jeszcze trzeba go do czegoś wetknąć i mieć program, który go obsłuży) to jest 24-bitowy przetwornik prąd-cyfra, pełen zakres wyników odpowiada zakresowi prądu -22mA..+22mA, dla przetwarzania szybkiego (2ms/wejście, ma 16 wejść, razem przetwarzanie trwa 34ms) szum (zmierzony) 137.7nA (RMS), przesunięcie 0 (zmierzone) 51.22nA (to dla egzemplarza, który sprawdzałem, dla innego wyjdzie inaczej, ale pewnie podobnie) - czyli wychodzi ENOB=17.28; na razie nie mam możliwości sprawdzić, jak przy przetwarzaniu dokładnym (prawie sekunda na odczyt wszystkich wejść).
  • Poziom 25  
    Najczęściej przy pomiarach, gdy mamy sygnał odniesienia i pomiarowy, wynikiem jest iloraz. Jeżeli w Twoim urządzeniu jest różnica, to wzmacniacz pomiarowy (różnicowy) może być.
  • Poziom 9  
    CosteC napisał:
    Dalej wygląda na pomiar absorpcji światła w próbce - zakładam, innowacyjność jest w części medycznej nie pomiarowej - stąd pytanie: czemu mierzyć różnicę natężenia między dwoma detektorami?


    Przecież te podejścia różnią się tylko tym że, ja proponuję "wyliczyć" różnicę natężenia między dwoma detektorami w części analogowej, a Ty stosując podejście powszechnie stosowane "wyliczasz" różnicę natężenia między dwoma detektorami w części cyfrowej.
  • Poziom 27  
    Nie.. generalnie liczę stosunek, to likwiduje kilka problemów np starzenie się źródła. Tak jak na płytce AD. Ale nie znam każdej aplikacji i każdej metody pomiarowej stąd pytania i ciekawość.
  • Poziom 9  
    No tak przecież prawo absorbcji Beer-Lambert's definiujemy jako logarytm dziesiętny z ilorazu reference/sample. Tak wiec z tą różnicą to mocno się skompromitowałem.