ADCs ล้มเหลวอย่างไร

ฉันรับผิดชอบในการรักษาดาวเทียมที่มี ADC ที่ล้มเหลวในลักษณะผิดปกติ โดยพื้นฐานแล้วสิ่งที่เกิดขึ้นคือมันสลับไปมาระหว่างค่าสองค่าหากแรงดันไฟฟ้าดิบอยู่ในช่วงที่กำหนด ฉันกำลังทำงานเพื่อรับจำนวนดิบ แต่ข้อมูลที่ประมวลผลมีลักษณะดังนี้:

โปรดทราบว่าเส้นสีน้ำเงินหมายถึงสิ่งอื่น (โดยพื้นฐานแล้วซอฟต์แวร์กำลังพยายามทำให้เส้นสีแดงตรงกับเส้นสีฟ้า)

โดยปกติขั้นตอนจะมีขนาดเล็กมากซึ่งสามารถมองเห็นได้จากการกระแทกเล็ก ๆ ทางซ้ายบนคลื่นสี่เหลี่ยมขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตามขั้นตอนมีขนาดค่อนข้างใหญ่เมื่อคุณลดลงต่ำกว่าค่า ในขณะที่ฉันไม่มีข้อมูลการนับดิบฉันรู้ว่ามันมีผลในการนับ

สิ่งที่ฉันพยายามทำความเข้าใจคือ ADC นี้ล้มเหลวอย่างไร

ฉันคาดเดาสิ่งต่อไปนี้ แต่ฉันต้องการได้รับการวิเคราะห์แนวคิดนี้:

1. ในขอบเขตเชิงเส้นสำหรับการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบอะนาล็อกใน delta v แต่ละครั้งจะมีการเปลี่ยนแปลงจำนวนหนึ่ง
2. ในภูมิภาคที่ไม่ใช่เชิงเส้นสำหรับการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าแบบอะนาล็อกในเดลต้า v การกระโดดเป็นจำนวนมากขึ้น
3. เป็นไปได้ว่า delta v ใน 2 มีขนาดใหญ่กว่า 1 แต่มีขนาดเล็กกว่าที่คาดการณ์ไว้มาก

จำไว้ว่านี่เป็นดาวเทียมดังนั้นฉันไม่สามารถนำมันกลับไปที่ห้องทดลองเพื่อทดสอบได้ ความคิดใด ๆ

แก้ไข: นี่คือจำนวนดิบสำหรับตอนดังกล่าว (ตัวอย่างที่ความถี่ต่ำกว่า) นอกจากนี้ ADC นั้นได้รับการจัดอันดับพื้นที่เก่าแก่ประมาณ 15-20 ปีฉันไม่มีหมายเลขชิ้นส่วนในมือ แต่ฉันจะดูว่าฉันจะได้รับหรือไม่ มันอาจจะเป็นรอบในปี 1993 และอาจเป็นไปตาม FPGA การนับมีค่าเท่าที่ฉันสามารถบอกได้ว่า 374-421 เป็นช่องว่าง (อาจนับได้ไม่กี่ครั้ง) ไบนารีมีดังนี้

374 101110110
421 110100101

เหตุผลส่วนหนึ่งที่ฉันคิดว่าน่าจะเป็น ADC ก็คือมีเซ็นเซอร์หลายตัวที่มีช่องว่างใกล้เคียงกัน ฉันกำลังทำงานกับการหาปริมาณที่ดีกว่านี้ แต่นี่คือตัวอย่างพล็อต โปรดสังเกตว่าจุดต่าง ๆ เป็นค่าที่วัดได้จริงและเส้นก็เชื่อมต่อจุดข้อมูลเดียวกันสองจุดเข้าด้วยกัน ค่าทั้งหมดเหล่านี้อ่านโดย ADC เดียวกัน

นอกจากนี้นี่คือรายการของค่าทุกค่าที่อ่านโดย ADC ในช่วงเวลาประมาณ 24 ชั่วโมง มีหลายบรรทัด (ประมาณ 20 ในทั้งหมด) ฉันเชื่อว่าช่องว่างเป็นตัวแทนเขตตายใน ADC หรือวงจรที่เกี่ยวข้อง แกน y ในโครงเรื่องนี้คือ ADC อ่านค่าเอาต์พุต เมื่อใดก็ตามที่คุณเห็นเส้นแนวตั้งส่วนใหญ่ดูเหมือนจะเป็นตัวแทนของภูมิภาคที่ ADC ไม่สามารถบันทึกค่าได้

ADC เป็นส่วนหนึ่งของ ADC0808 มัลติเพล็กซ์อะนาล็อกคือหมายเลขชิ้นส่วนคือ HCF4051BM1 อย่างน้อยจากแผนงานที่ฉันสามารถหาได้ ... เป็นไปได้ว่ามีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นในบางช่วงเวลา

แก้ไข - การปรับปรุงเพิ่มเติม: มีมัลติเพล็กเซอร์อนาล็อก 3 ตัวซึ่งป้อนเข้าสู่ ADC ฉันต้องการที่จะดูว่าหนึ่งในนั้นอาจมีปัญหานี้หรือไม่ซึ่งคนอื่นไม่ได้ อย่างไรก็ตามไม่มีหลักฐานมากนักสำหรับเรื่องนี้ดูด้านล่าง มีช่องว่างมากมายเช่นนี้ฉันแค่เลือกที่จะแสดง

Count   #tot    #mux1   #mux2   #mux3
557 3360    1336    68  1956
558 252 128 4   120
577 684 292 4   388
578 964 480 8   476

มีเหตุผลที่ต้องสงสัยว่า ADC มีปัญหาเหนือสิ่งอื่นใดในระบบหรือไม่? สิ่งใดระหว่างแบตเตอรี่และสถานีภาคพื้นดินอาจทำให้เกิดสิ่งที่คุณเห็น แผนผังความผิดที่ดีจะพิจารณาสาเหตุอื่น ๆ นอกเหนือจาก ADC

• ส่วนหน้าแบบอนาล็อก
  • ผลของรังสีต่อ op-amps และสวิตช์แบบอนาล็อก
  • op-amps ติดค้างที่ค่าไม่ถูกต้อง
  • ประตูส่งกำลังไม่เปิด / ปิดหรือทำงานได้เฉพาะด้าน N หรือ P เท่านั้น
  • การหมุนเวียนความร้อนทำให้เกิดการเปิดไม่ต่อเนื่อง
  • เคราโลหะทำให้กางเกงขาสั้นไม่สม่ำเสมอ
• ADC นั้นเอง
  • ข้อผิดพลาดบิตเดียว
  • ข้อมูลไม่สอดคล้องกันกับนาฬิกา (บิตที่ข้าม / เอียง)
  • โหมดความล้มเหลวอื่น ๆ ที่เฉพาะเจาะจงกับประเภทของ ADC
• ตรรกะดิจิทัล / ไมโครโปรเซสเซอร์
  • ล้มเหลวในการกำหนดค่าโหลดตามที่คาดไว้
  • กำหนดค่าหรืออ่าน ADC ไม่ถูกต้อง
  • การบรรจุข้อมูลไม่ถูกต้องสำหรับการส่ง
• โหลดอื่น ๆ ในระบบ
  • ระบบย่อยเปิดเมื่อไม่ได้รับคำสั่ง
  • พลังงานสูงโดยไม่คาดคิดจากการโหลดที่เสียหาย

การใช้ข้อมูลโดยละเอียดที่ฉันรวบรวมฉันกำลังสังเกตเห็นแนวโน้มต่อไปนี้:

1. ดูเหมือนจะไม่มีช่องว่างที่สมบูรณ์ในช่วง ADC ยกเว้นพื้นที่ที่ปรากฏว่าไม่มีสัญญาณเข้า
2. มีหลายภูมิภาคที่ดูเหมือนข้อมูลด้านล่างซึ่งดูเหมือนว่าค่าในหน้าต่างเล็ก ๆ นั้นแทบจะไม่เคยอ่านเลยด้วยตัวเลขจำนวนมากทั้งก่อนและหลัง คอลัมน์แรกคือเอาต์พุตจาก ADC คอลัมน์ที่สองคือจำนวนการเกิดขึ้นของวัตถุหลายชนิด

ข้อมูลคือ:

350 253
351 106
354 1
357 1
359 2
360 183
361 270


375 288
376 188
392 1
409 1
424 762
425 1058

1. การวัดเหล่านี้วัดความหลากหลายของอินพุต แต่มีการข้ามขนาดเล็กมากหลายอย่างรวมถึงสิ่งที่ไม่ควรกระโดดอย่างรวดเร็วเช่นอุณหภูมิความดันแบตเตอรี่แรงดันแบตเตอรี่เป็นต้น

จากทั้งหมดนี้ฉันต้องบอกว่า ADC หรือวงจรรองรับอาจล้มเหลวในลักษณะที่พวกเขาให้ความสามารถที่ จำกัด ในการวัดปรากฏการณ์ขนาดเล็ก นอกจากนี้ดูเหมือนว่านี่เป็นเพียงแค่ขั้นตอนการทำงาน

ฉันยังคงพยายามที่จะเข้าใจว่าการกระโดดเหล่านี้เชื่อมต่อกันอย่างไร แต่ล้มเหลวในการรับภาพเต็ม ...