งานอดิเรกสโคปขึ้นอยู่กับ AVR วิธีลบเสียง op-amp


13

ฉันกำลังสร้างออสซิลโลสโคปงานอดิเรกบนไมโครคอนโทรลเลอร์ ATmega16 ปัญหาหลักคือฉันได้รับเสียงจำนวนมากในขณะที่วัดสัญญาณ ฉันใช้แอมพลิฟายเออร์LF353เพื่อเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าและฉันสงสัยว่าอาจเป็นสาเหตุของเสียงรบกวน

นี่คือแผนผังที่มี op-amp สัญญาณจะไปที่ 'อินพุท' และ 'เอาท์พุท' ตรงไปที่พิน ADC ของไมโครคอนโทรลเลอร์

แผนผัง

และนี่คือสัญญาณที่ฉันได้รับเมื่อลูกค้าเป้าหมายไม่ได้เชื่อมต่อ:

สัญญาณ


2
มีโอกาสใดที่คุณจะรับความถี่ไฟ (ปกติคือ 50 หรือ 60Hz)?
jippie

1
โบรชัวร์ ATmega16 พูดถึงอะไรเกี่ยวกับอิมพิแดนซ์ในการขับเคลื่อนพิน ADC - โดยปกติ MCUs ต้องการอิมพิแดนซ์ค่อนข้างต่ำในตอนนี้เพื่อลดเสียงรบกวน คุณสุ่มตัวอย่างที่อัตราใด คุณสุ่มตัวอย่างอินพุตอื่น ๆ ในเวลาเดียวกันหรือไม่ คุณได้ลองใช้ op-amp แล้วต่อสายดินที่เอาต์พุตของ op-amp จะเป็นยังไงบ้าง? คุณใช้เครื่องจ่ายไฟอะไรบน op-amp?
แอนดี้อาคา

2
รางแรงดันไฟฟ้าใด ๆ ที่คุณใช้โดยตรงกับเส้นทางสัญญาณอะนาล็อกผ่านความต้านทานเช่น R6 ของคุณจะต้องเงียบสงบเพื่อป้องกันปัญหาเสียงรบกวน นอกจากนี้ยังเห็นได้ชัดว่าการใช้แหล่งจ่ายไฟ 5V เพื่อไบอัสเส้นทางของสัญญาณในแบบที่คุณจะส่งผลให้สัญญาณอินพุตไปยัง A / D มีการพึ่งพาค่าสัมบูรณ์ของแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายนี้ ฉันคิดว่าคุณจะต้องคิดใหม่เกี่ยวกับการออกแบบของคุณเพื่อให้สิ่งเดียวที่ทำให้ลำเอียงโดยตรงเส้นทางสัญญาณคือแรงดันไฟฟ้าขาเข้าและเอาต์พุต op-amp วิธีนี้คุณจะลบเอฟเฟกต์ของรูปแบบต่างๆ (ต่อ)
Michael Karas

1
(ต่อจากด้านบน) แหล่งจ่ายแรงดันโดยปัจจัยของ PSSR (อัตราส่วนการปฏิเสธแหล่งจ่ายไฟ) ของ op-amps ที่ใช้ ในที่สุดฉันคิดว่าสำหรับการสนับสนุนแบนด์วิดธ์ที่ดีที่สุดในขณะที่คุณปรับแต่งเทคนิคของคุณคุณจะต้องผลักดันอินพุต A / D ของคุณจากแหล่งความต้านทานต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ความต้านทานแหล่งที่มาปัจจุบันของคุณอยู่ที่ประมาณ 33K || 82K สิ่งนี้ดูเหมือนจะค่อนข้างสูงและอาจต้องลดลงอย่างมากหากคุณวางแผนที่จะพยายามมัลติเพล็กหลายช่องตามลำดับ ความคิดเห็นสุดท้ายที่ฉันจะทำคือคุณควรพยายามยกระดับหมุด AVCC และ AGND แยกจากกันบน MCU (ต่อ)
Michael Karas

1
(ต่อจากด้านบน) เพื่อให้คุณใช้ 5V และ GND ที่กรองแล้วแยกสำหรับวงจรอะนาล็อกและเชื่อมต่อกับ MCU GND ที่ MCU
Michael Karas

คำตอบ:


4

รางแรงดันไฟฟ้าใด ๆ ที่คุณใช้โดยตรงกับเส้นทางสัญญาณอะนาล็อกผ่านความต้านทานเช่น R6 ของคุณจะต้องเงียบสงบเพื่อป้องกันปัญหาเสียงรบกวน นอกจากนี้ยังเห็นได้ชัดว่าการใช้แหล่งจ่ายไฟ 5V เพื่อไบอัสเส้นทางของสัญญาณในแบบที่คุณจะส่งผลให้สัญญาณอินพุตไปยัง A / D มีการพึ่งพาค่าสัมบูรณ์ของแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายนี้

ฉันคิดว่าคุณจะต้องคิดใหม่เกี่ยวกับการออกแบบของคุณเพื่อให้สิ่งเดียวที่ทำให้ลำเอียงโดยตรงเส้นทางสัญญาณคือแรงดันไฟฟ้าขาเข้าและเอาต์พุต op-amp วิธีนี้คุณจะลบเอฟเฟกต์ของแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายออกด้วยปัจจัยของ PSSR (อัตราส่วนการปฏิเสธแหล่งจ่ายไฟ) ของ op-amps ที่ใช้

ในที่สุดฉันคิดว่าสำหรับการสนับสนุนแบนด์วิดธ์ที่ดีที่สุดในขณะที่คุณปรับแต่งเทคนิคของคุณคุณจะต้องผลักดันอินพุต A / D ของคุณจากแหล่งความต้านทานต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ความต้านทานแหล่งที่มาปัจจุบันของคุณอยู่ที่ประมาณ 33K || 82K สิ่งนี้ดูเหมือนจะค่อนข้างสูงและอาจต้องลดลงอย่างมากหากคุณวางแผนที่จะพยายามมัลติเพล็กหลายช่องตามลำดับ

ความคิดเห็นสุดท้ายที่ฉันจะทำคือคุณควรลองใช้หมุด AVCC และ AGND แยกบน MCU เพื่อที่คุณจะใช้ตัวกรอง 5V และ GND ที่แยกต่างหากสำหรับวงจรอะนาล็อกและเชื่อมต่อกับ MCU GND ที่ MCU


5

บางทีการเพิ่มที่ DC ออฟเซ็ตที่อินพุตจะให้ผลลัพธ์ที่ควบคุมได้มากขึ้น ตัวอย่างเช่น.

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่


+1 หลังจากคำแนะนำของไมเคิลฉันก็คิดถึงการส่งแรงดันออฟเซ็ตผ่านแอมป์แทนที่จะใช้กับพิน ADC โดยตรง ฉันกำลังป้อนแรงดันลบ (-5V) ให้กับแหล่งจ่ายไฟเชิงลบของ op-amp ผ่านตัวแปลงแรงดันไฟฟ้า MAX1044 แทนการต่อลงดินกับแหล่งจ่ายไฟเชิงลบ
Ashton H.

1
วัตถุประสงค์ของ R5 คืออะไร?
johnfound
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.