遇到AD跳动、输出不稳定的朋友可参阅:模拟电路串扰问题及解决原则
看到大家经常问到AD跳动、数据不稳定之类的问题特做此贴:地线大面积敷铜是一种电路抗干扰措施,对于模拟、
数字电路都是十分必要的,但你要明白他的作用仅仅是吸
收来自外界和内部的电磁波辐射。
内部干扰还有一种形式叫串扰,这种干扰是由
于电路的铜箔存在一定的电阻,而当电流通过是会因此产
生电压降。由于不合理的布线,导致这个压降跌加到了输
入信号上,因此而产生了串扰。由于由于数字电路的躁声
容限很高,所以这种串扰对于数字电路没有影响;而模拟
电路对于输入信号的变化敏感,串扰对于模拟电路的影响
程度取决于输入信号的幅度。越是小信号处理,串扰的作
用越明显。其作用的结果就是输出信号不稳定,AD结果跳,
串扰小的几个字,厉害的几十个甚至几百个(当然要看你
的AD位数了)。由于现在大家平常接触模拟电路比较少,
所以往往没有留意这个问题。
对策:在布线时,请格外重视模拟部分的布线,
信号线要短,地线要注意回路的流向和途径,不要直接采用
自动布线的结果,要手工修改为合理的途径流向 。敷铜时
注意分区的合理。有的地方地线哪怕直接可以连通,也要绕开,
模拟地和数字地要在一点接合。
何谓途径流向合理?原则是:以处理的信号来讲,由弱
到强,由强到电源。坚持这样的原则就可以解决串扰的问题,
当然其他的措施象芯片附近放上退藕电容之类的措施仍然是
必要的。具体就比较多了,不是一两句话讲的完的,不明白
的可以找有关PCB布线的书籍资料看看。 在AD输入端做个有源或无源RC的低通滤波器也可以减轻AD数据跳动的问题。 要特别重视地回路和防止串扰的问题,这个需要摸索、试验并多看书去理解。
这些问题都和分布参数、布局等实际情况密切相关的,往往原理图反映不出来,所以很多人觉得神秘不解。 我的观点,关于一点接地:请尽快入电源地(环路最小),而不要片面的去追求什么一点接地。当然模拟地和数字地分开的原则还是有效。另外关于铺地:只要你的电源线足够粗,铺地只是起到屏蔽和美观作用。其他:信号放大方式及放大器件精度,电源是否干净(包括基准),温飘(在一定时间后达到热平衡后另谈),滤波方式(包括硬件和软件),传感器接线方式,接线端子是否牢靠,焊接工艺(手工焊最好清洗一下),是否虚焊,你的软件是否有误:{ 等等。 回:【1楼】 gxlujd 彩虹数码
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输入加滤波有它的作用,但只限于滤除混杂在输入信号中无用成分;大多数情况下对于串扰是无能为力的。因为滤波单元的地可能就叠加在串扰信号之上!
关于这种情况我曾遇到过数次:一次是做汽车电动窗控制器,因为串扰,车窗玻璃刚刚动还没关上就停下来,完全不能正常工作。加滤波什么都不顶用,重新布个PCB,什么元件电路都没改就OK了。还有一次是做仪表,0.01%的分辨率,开始跳动几十个字,加硬件滤波,软件滤波仍然波动十几个字;后来切割地线重新导向,取消硬件滤波,跳动几个字,软件滤波加到3次平均,波动1~3个字,5次平均变化1~2个字。(后来重新布个PCB,没有硬件滤波,软件滤波关掉,一般情况下波动1~2个字。因为传感器的灵敏度及所用量程范围不同,输出信号有较大差异,小信号情况下最大波动为3~4个字。但是软件滤波加到3~5次平均后,可以达到偶尔波动1个字的稳定程度。
经过这几次事故,让我格外重视PCB的排布,信号、电流的流向,流通路径,电源线的分布等等,这些环节全部依靠手工修改雕琢确定。 还是我以前那句话:模拟电子需要修_炼。
可惜,现在的人都热衷于数字技术,忘记了这个世界本来就是模拟的:( 地线要注意回路的流向和途径:由弱到强,由强到电源。
那位能贴一个你画的,成功的,PCB板上来说明这个问题?
看了你的PCB的模拟部分是怎么走的,在我们的脑子里有一个参考. 布线是个问题,运放的使用也是个大大的问题啊,电路的设计。。。包括很多的方面 (来自《电子工程专辑》论坛,作者: Second_Encounter)
主要针对高精度测量类的AD.
1:参考电压需要足够精确,推荐使用外部高精准参考电压.
2:如果PGA可调,增益系数一般是越小噪声越低.
3:一般最好用到满量程,此时AD精度不浪费.
4:如果有偏置,需要进行自校.
5:请注意在使用DEMO板调试时,会由调试口导入PC噪声,由信号连接线导入外部噪声,因此建议使用屏蔽电缆传输信号.
6:板上注意模拟电源和数字电源,以及模拟地和数字地要分开,减少耦合噪声路径.
7:使用差分输入可以减少共模噪声,但是差模噪声会增大.
8:如果是片内集成AD的MCU,支持高速时钟,如果不影响性能,内部工作时钟越低,对您的AD采样引起的干扰越小,如果是板上就需要注意走线和分区.
9:信号输入前级接滤波电路,一般一阶RC电路较多,注意Fc=1/1000~1/100 采样频率,电阻和电容的参数注意选取.信号接入后级接滤波电路最好采用sinc滤波方式.注意输入偏置电流会限制您外部的滤波电阻阻值的大小.
R x Ib < 1LSB.
有的片内AD还有集成输入Buffer,有助与抑制您的噪声,一般是分两当,看输入信号范围和满量程之间的关系.
AD分为很多中,SAR,FLASH,并行比较型,逐次逼近型,Delta sigma型,一般是速度越高,精度越高越贵,所以ADI之类的公司一直那么富裕,赚黑钱......
针对不同场合不同成本不同要求分别选用.
还得注意是您的Layout.
经验数据:做到以上几点,您的分辨率会提高好几位. mark 马克一下 MARK 学习了!谢谢! 学习 8楼方便解释下那几种AD的区别么? 技术贴是要顶的 学习 能上个具体实例就好了。失败和成功的对比下。 楼主能不能把布线失败和成功的PCB截图放上来供大家学习,这样子更好理解了。毕竟道理大家都知道,确的是实际操作的经验。 顶18楼---实践流程好说 學習 好贴顶一个 学习 mark 回复【5楼】AA55
还是我以前那句话:模拟电子需要修_炼。
可惜,现在的人都热衷于数字技术,忘记了这个世界本来就是模拟的:(
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模拟是个好东东,可惜自己就是很欠缺!学习。。。 mark,经常遇到这种问题 恳请楼主分享您宝贵的经验,我将用谦卑的心去认真地学习 学习 采用数字滤波试试。 好贴!!
在microchip的AD芯片资料里面,上面都建议电源走线的时候最好以星形方式,
按它上面的要求,确实跳动只在2-3个字节左走!!(12位的AD) mark mark~ mark AD常用,大家快上图,老衲要好好学学。 mark mk 马克 MARK mark mark 谢谢分享 mark mark
有时间慢慢学习。 恩学习学习。 mark一下 回复【楼主位】yanwang
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嗯,进入学习 MARK MAKE 经常使用到AD,mark下。 回复【1楼】gxlujd彩虹
在ad输入端做个有源或无源rc的低通滤波器也可以减轻ad数据跳动的问题。
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此方法通过降低带宽来提高抗干扰,应用范围过于狭隘。 唉 晚了,昨天才画好AD板子,没看到啊! mark 回复【4楼】yanwang
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mark 顶啊 正被这些方面困扰啊 谢谢分享 100k的采样平率RC用多大的一般? 12位 以下的比较好布,我以前画个12位的demo板(microchip 的 mcp3204) 基本就跳一个字,后来改16位的
ads8364,怎么折腾也得跳3-4个字 一个字是指1/4096(12位AD)吗? 大家一般都在一个什么精度?我的是4/4096,是不是比较大啊。 受益匪浅,顶LZ
RC只可以过滤大的波动,这个是很容易做到的
对于AD值尾数的跳动,就必须注意PCB布板了
原先一直只注意到要保证地平面的完整性,LZ打开了一个新思路
细节上可能只能意会了
我试试! 学习了 标记下 学习一下.... 这个问题我也遇到过,由于底线设计不合理,造成有串扰,我用24位AD比较多 mark,学习下
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