ADC ความละเอียดสูงสำหรับเซ็นเซอร์ที่มีเสียงดังในสภาวะที่เปลี่ยนแปลงได้

Intro

ในการตอบคำถามนี้เกี่ยวกับแอมพลิฟายเออร์ที่ปรับตัวได้ขอแนะนำว่าเพื่อที่จะจัดการกับเงื่อนไขของตัวแปรมันอาจจะประหยัดกว่าที่จะใช้ ADC ที่มีความละเอียดสูงกว่าเพื่อที่ฉันจะได้ไม่ต้องกังวลกับแอมพลิฟายเออร์ ในซอฟต์แวร์

ภาพรวม

ฉันกำลังพยายามออกแบบวงจรเก็บข้อมูลสำหรับเซ็นเซอร์ตรวจจับสิ่งทอที่ยึดตามร่างกาย สิ่งทอแตกต่างกันไปตามความต้านทานขณะที่ยืด (ประมาณ 1 ลำดับขนาด 10k -100kยืด 30%) ช่วงที่แน่นอนจะเปลี่ยนไปขึ้นอยู่กับวิธีการตัดผ้าไม่ว่าจะเปียกโชกไปด้วยเหงื่ออุณหภูมิอุณหภูมิของวัสดุที่ถูกติดตั้ง ฯลฯ สิ่งต่าง ๆ จะต้องมีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพราะติดตั้งบนมือ ดังนั้นการลดจำนวนขององค์ประกอบจึงเป็นข้อดี$\Omega$$\Omega$

นอกจากนี้ฉันต้องการให้วงจรสามารถนำมาใช้ซ้ำสำหรับแอปพลิเคชันอื่นที่อาจมีประสิทธิภาพแย่ลง ตัวอย่างเช่นถ้าผมใช้รุ่นที่ถูกกว่าของสิ่งทอแนวต้านของฉันอาจจะไม่ดีเท่าที่ 100 300 \$\Omega$$\Omega$

เส้นทางสัญญาณ

[สิ่งทอ] -> [สะพานวีทสโตน] -> [lowpass] -> [แอมป์เครื่องมือ] -> [ADC] -> [AVR]

ความต้องการ

ดังนั้นฉันกำลังมองหา ADC ที่จะตอบสนองความต้องการของฉัน ADC ควรเป็น:

1. 16bits +
2. ใช้งานง่ายที่สุดเท่าที่จะทำได้: ดีกว่าถ้ามีรหัสอินเตอร์เฟสเขียนไว้แล้วสำหรับ AVR / Arduino ...
3. ... แต่ในขณะเดียวกันก็ครอบคลุมมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้: ฉันเคยเห็น ADC บางตัวที่มีฟิลเตอร์กรองความถี่ต่ำและ PGA ในตัว - ดีกว่าตราบใดที่มันไม่ได้ทำให้การตั้งค่าเจ็บปวด
4. 8+ ช่องหรือถ้ามันง่ายที่จะใช้งาน 2x4+ ช่อง แก้ไข: ถ้าฉันใช้สะพาน Wheatstone บางทีฉันต้องการ 8 ช่องสัญญาณที่แตกต่างกัน (ดังนั้น 16 ช่อง) ...
5. ฉันไม่คิดว่าแรงดันไฟฟ้าในการทำงานมีความสำคัญ ... (ดีที่สุดถ้าไม่สูงกว่า 5V)
6. Surface Mount
7. ไม่จำเป็นต้องมีราคาถูก (แบบครั้งเดียว)
8. SPI กับ I2C ไม่สำคัญว่าฉันคิดว่า ...
9. 100+ Hz

วิจัย

จนถึงผ่าน Googling ฉันได้พบชิปต่อไปนี้:

• อุปกรณ์เชิงเส้นเสนอ ADCs ขนาด 16-24 บิตที่หลากหลายซึ่งบางส่วนที่ฉันเคยเห็นแนะนำ: http://parametric.linear.com/html/no_latency_delta_sigma_adcs?p=5312974
• Microchip มีตัวเลือกมากมายบางตัวที่ฉันเคยเห็นแนะนำ: http://www.microchip.com/ParamChartSearch/chart.aspx?branchID=11022&mid=10&lang=th&pageId=79
• อุปกรณ์อะนาล็อกมีชิปเก็บข้อมูลที่ครอบคลุมจำนวนมากที่มีตัวขยายและตัวกรอง (ไม่จำเป็นต้องประมวลผลสัญญาณภายนอก):
  • http://www.analog.com/en/analog-to-digital-converters/ad-converters/ad7783/products/product.html
  • http://www.analog.com/en/analog-to-digital-converters/ad-converters/ad7715/products/product.html
  • http://www.analog.com/en/analog-to-digital-converters/ad-converters/ad7709/products/product.html
• ฉันยังไม่ได้ดูชิป TI ...

และแบบฝึกหัดต่อไปนี้:

• http://arduino.cc/blog/2010/11/29/tired-of-a-10-bit-res-hook-up-a-better-analog-to-digital-converter/ (LTC2400)
• http://www.arduino.cc/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1275676171 (TI ADS8341)
• http://forums.adafruit.com/viewtopic.php?f=31&t=12269 (MCP3424)
• http://www.arduino.cc/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1248751435 (LTC2410)

อ้างอิงแรงดันไฟฟ้า?

สุดท้ายบางคนได้แนะนำการอ้างอิงแรงดันไฟฟ้าที่มีความแม่นยำเช่นอุปกรณ์ Analog REF19xชุด คุณคิดว่าจำเป็นหรือไม่ ความละเอียดเป็นสิ่งสำคัญสำหรับฉันอย่างแน่นอน

ข้อสรุป

แจ้งให้เราทราบหากคุณมีคำแนะนำใด ๆ ! ฉันยังไม่แน่ใจว่าสิ่งที่ฉันกำลังมองหาดังนั้นเคล็ดลับในการตัดสินใจได้รับการชื่นชม

ADS1256จาก TI มี 24 บิตช่อง 24 บิตเดียวที่มีบัฟเฟอร์อินพุตความต้านทานสูงและ PGA โครงการ OpenEXG มีรหัส PICเพื่อเชื่อมต่อกับมัน (พวกเขาใช้สองช่องทางรุ่น ADS1255 แต่มันควรจะเหมือนกัน)

หากคุณต้องการอินพุตที่แตกต่างกันนั่นคือADS1298ซึ่งมี 8 ช่องสัญญาณ PGAs และ A / Ds การอ้างอิงภายในรวมถึงวงจร ECG / EEG ซึ่งคุณสามารถละเว้นได้ ฉันไม่แน่ใจว่าคุณสามารถค้นหารหัสตัวอย่างสำหรับรหัสนี้ได้ไหม

หากคุณกำลังมองหาความละเอียดการอ้างอิงสัญญาณรบกวนต่ำที่แม่นยำนั้นเป็นสิ่งจำเป็น

เป็นความคิดที่แปลกใหม่ฉันสงสัยว่าพวกคุณคิดอย่างไร:

ลำดับขนาดหนึ่งดูเหมือนจะเป็นการเปลี่ยนแปลงที่มากพอที่จะวัดได้โดยตรงในวงจรแบ่งแรงดัน

จากนั้นคุณสามารถใช้ ADC ขนาดเล็กลงและเปลี่ยนกระแสไฟฟ้าผ่านเซ็นเซอร์ แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า PWM ที่ถูกกรอง + ผู้ติดตามแรงดันไฟฟ้า (อาจเป็นทรานซิสเตอร์ NPN หนึ่งตัวหากคุณมีต้นขาบนพื้นที่ว่าง) อาจช่วยปรับปรุงช่วงไดนามิกของคุณได้อย่างมาก

คุณสามารถใช้หนึ่งหรือสองสิ่งเหล่านี้และเปลี่ยนแรงดันเมื่อวัดเซ็นเซอร์ที่แตกต่างกัน

หากความกังวลหลักของคุณคือการมีช่วงไดนามิกกว้างสำหรับ "เซ็นเซอร์" ใด ๆ ที่ระบุคุณอาจพิจารณาใช้ DAC (หรือแม้แต่แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่ควบคุม MPU พิน) เพื่อปรับแอมป์ชดเชย / ขยายของเครื่องขยายเสียงเพื่อปรับเปลี่ยนประสิทธิภาพของระบบสำหรับวัสดุต่างๆ

คุณอาจทำตามขั้นตอนการรับตัวแปรนี้ด้วยวงจรการรวมประจุเพื่อให้คุณสามารถปรับความไวของสัญญาณได้อย่างละเอียดโดยปรับระยะเวลา "การเปิดรับแสง"

หากคุณมีพลังงานในการคำนวณเพียงพอสำหรับอัตราตัวอย่างที่คุณต้องการให้พิจารณาตัวกรองดิจิทัล Savitzky-Golayกรอง f / อดีต

• คุณสามารถเปลี่ยนอัลกอริทึมได้ง่ายกว่าที่คุณสามารถเปลี่ยนชิ้นส่วนได้
• ด้วยการกดการกรองบางส่วนลงบนซอฟต์แวร์คุณอาจจะสามารถใช้ข้อมูลจำเพาะที่ต่ำกว่าส่วนที่ต้องทนต่อเสียงรบกวนหรือทำการกรองทั้งหมด
• คุณจะได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับอินพุตของคุณและสิ่งที่คุณต้องการจากพวกเขาและสามารถเลือกชิ้นส่วนที่มีข้อมูลที่ดีกว่าหากคุณต้องการชิ้นส่วนที่สูงกว่า
• ซอฟต์แวร์และทักษะจะถูกโอนไปยังแอปพลิเคชั่นอื่นของคุณทันที!

ทำไมไม่เปลี่ยนเป็นมากถึง 11 และใช้ TI ADS1262 ADS1262มันเป็น ADC แบบ 32 บิตโดยมี 11 อินพุตและ PGA!

ด้วย 32- บิตคุณสามารถทดลองอะไรก็ได้ และมันก็ไม่ได้แพงอย่างนั้น ยิ่งกว่านั้นหากคุณกำลังทำสิ่งเหล่านี้เพียงรับฟรีตัวอย่าง

ตัวเลือกอื่นคือการใช้ PSoC นี่คือไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ประกอบด้วยบล็อกแอนะล็อกและดิจิทัลที่สามารถกำหนดค่าได้ใหม่ซึ่งคุณสามารถใช้เพื่อสร้างฟังก์ชั่นทุกประเภท คุณสามารถเลือกหนึ่งรายการด้วย ADC แบบ 16 บิต, PGA, DAC และตัวกรองดิจิตอลเพื่อสร้างตัวกรองอัตโนมัติ, การตัดแต่งอัตโนมัติ, การสุ่มตัวอย่างมากเกินไป, การกรองแบบดิจิตอล, ADC!

การเขียนโปรแกรมสิ่งต่าง ๆ เหล่านี้มันเป็นความงุนงงในขณะที่คุณวาดแผนผังที่คุณต้องการโดยเลือกฟังก์ชั่นที่กำหนดไว้ล่วงหน้าจากรายการ จากนั้นเขียนรหัส C และคุณก็ออกไป