Как уменьшить шум АЦП?

@Ramzess1234 · Регистрация: 26.05.2021

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Всем привет. Имеется АЦП CS5532, к ней подключен тензодатчик. Задача сделать измерительный прибор высокой точности. Проблема в следующем - слишком много шума, проявляется как скачки в примерно 100-120 едениц кода АЦП. И все бы ничего, так 50 единиц это 1 грамм. И получается что вес гуляет примерно на 3 грамма. Опорное напряжение сделали 1.1в. минимально допустимое. Усиление пробовали 64, 32 тоже пальто, просто порядок цифр другой.
Что уже делали: Поднимал напряжение питания датчика до 10вольт, но тогда АЦП сходит с ума. И только при 7 вольтах работает адекватно.
Питание только от АКБ, + линейные стабилизатору Лоу дроп. шуму по сути браться не от куда.
Кондеры по измерительной части да и саму плату в целом вытащили из итальянского прибора диниарджео. Так что думаю там все гуд должно быть.
Есть какие нибудь идеи или предположения?

@paskal · 02.11.2021, 22:03

Вероятно датчик шумит. Подходящий вариант - усреднять шум. Вам же надо константу измерить.
А опорное напряжение как формируется? Стабилитроном? Стабилитрон тоже источник шума.

@Ramzess1234 · 02.11.2021, 22:15 **[ТС]**

опорное напряжение это делитель с питания АЦП на резисторах
Что имеется ввиду усреднять шум? применить фильтр?
я использовал скользящее среднее на 100 ячеек массива, лучше становилось но совсем не значительно. Просто скорость с которой значения скачут менялась..

@Rius · 02.11.2021, 22:41

Ramzess1488,
При напряжении выше 7 В сходит с ума потому, что нельзя подавать на вход напряжение выше питания (см. даташит АЦП). Там наверняка есть защита входов, которая всё закоротит на питание.
Усреднять шум - например использовать имеющиеся в АЦП фильтры. Ну и массив с усреднением тоже да. Это уже по теме цифровых фильтров.
Опорное напряжение берётся не с делителя, а с опоры. Это такие микросхемы - стабилизаторы напряжения, с очень малым выходным током, но очень стабильные.
Чем ниже частота преобразования АЦП и коэффициент усиления (gain), тем ниже шум.

@Ramzess1234 · 02.11.2021, 22:45 **[ТС]**

частоту преобразования взял минимальную. Меньше только единичные преобразования.
По поводу опорного, завтра попробую взять такую микру и испытать.

@Rius · 02.11.2021, 23:01

Я про samples per second (sps). Единичный или периодический, не важно.
Опору надо подключать не аьы кабы, а по её даташиту. Особенно фильтры не забудьте. На входе и выходе. Кондеры должны быть указанного типа.
Если опора питается от того же источника, что и сама АЦП, можно ещё фильтр RC или lc, не помню, поставить. АЦП сама по себе может создавать скачки напряжения в цепи своего питания. И это не должно попасть на опору.
Да, сенсор тоже хорошо бы с опоры запитать. С отдельной или той же, по обстоятельствам.

@Ramzess1234 · 02.11.2021, 23:03 **[ТС]**

Хорошо, попробую опору подключить правильно. Есть вроде на 2.5 вольта в наличии.
Еще вопрос, а как пользоваться внутренним фильтром АЦП? может есть статья или описание какое то? а то с даташита мне пока тяжело понимать.
выбирал 6.25 Sps, это самое маленькое значение

@Rius · 02.11.2021, 23:10

Тут не могу подсказать, увы.

@Ramzess1234 · 03.11.2021, 22:17 **[ТС]**

Сегодня испробовал вариант с внешним опорным напряжением на 2.5 вольта, результат немного лучше, но все же около 80-90 единиц скачет. Пробовал разные комбинации усиления, но тогда становиться хуже, код ацп практически сравнивается с 1 грамом веса.
Хотел сегодня запустить единичные преобразования, но немного не понял как это сделать. Больше всего смущают регистры setup, настройки которых попадают в регистр где устанавливается единичное или постоянное преобразования..

@Voland_ · 04.11.2021, 12:33

1) по логике, чем выше потенциал ИОН, тем меньше будет шум. Ну, потому что будет выше соотношение сигнал/шум.
2) Тензодатчик, да и весы вообще очень зависят от внешних условий - вибрации или чего-то там механического.
3) Провод подключения экранированный? Зазмелен в одной точке?
4) Попробуйте собрать альтеративную схему датчика на резисторах. Такая схема тоже шумит? Это позволит локализовать п2,3 выше.
5) Осциллятор АЦП кварцованный же, да?
6) Что происходит на линиях SPI и питания непосредственно в момент преобразования? Просто обычно для точных измерений для внутренних АЦП даже останавливают МК (в сон), чтобы не иметь помех от него. Если это невозможно - надо развязывать линии "цифрового" и "аналогового" питаний через индуктивность и ставить по-больше фильтрующих кондеров - например, 4,7мк, 100н, 10н, 1н (параллельно) по питанию.

@avgoor · 04.11.2021, 12:59

Ramzess1488, точность 10^-4 для тензодатчиков - предел. Если нужно точнее - делайте электромагнитные компенсационные весы (причем где-то уже в районе 10^-6 термостабилизация нужна. Изменение архимедовой силы атмосферы за счет изменения плотности при нагреве уже будет заметно).

@Ramzess1234 · 04.11.2021, 22:48 **[ТС]**

Voland_, 1) в даташите нарисовано что опорка прямо на питание датчика идет. но у нас сигнал ведь нановольты, и по этому по логике нужно брать опорку ниже.
2) условия идеальные, платформа стоит на полу, а планируется вешать на кран
3) провод экранированный ровным счетом ничего не дал.
4) ацп умная и не хочет работать когда подключаешь резисторы
5) да 4.9кГц
6) линии пробовал развязать адумом (это гальваническая развязка такая) но это не помогло. на счет сна нужно подумать
на фото то с чем я работаю
avgoor, ну все зависит от класса точности датчика и от наибольшего предела взвешивания

@avgoor · 04.11.2021, 23:00

Ramzess1488, каким образом относительная погрешность зависит от предела? А по поводу класса датчика... нет таких, по физтческим причинам. В принципе. Все высокоточные весы электрокомпенсационные, гугл в помощь.

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
делаю науч статью по влиянию грибов на сукцессию anaschu 13.03.2026 прикрепляю статью	SDL3 для Desktop (MinGW): Создаём пустое окно с нуля для 2D-графики на SDL3, Си и C++ 8Observer8 10.03.2026 Содержание блога Финальные проекты на Си и на C++: hello-sdl3-c. zip hello-sdl3-cpp. zip Результат:	Установка CMake и MinGW 13.1 для сборки С и C++ приложений из консоли и из Qt Creator в EXE 8Observer8 10.03.2026 Содержание блога MinGW - это коллекция инструментов для сборки приложений в EXE. CMake - это система сборки приложений. Здесь описаны базовые шаги для старта программирования с помощью CMake и. . .	Как дизайн сайта влияет на конверсию: 7 решений, которые реально повышают заявки Neotwalker 08.03.2026 Многие до сих пор воспринимают дизайн сайта как “красивую оболочку”. На практике всё иначе: дизайн напрямую влияет на то, оставит человек заявку или уйдёт через несколько секунд. Даже если у вас. . .
Модульная разработка через nuget packages DevAlt 07.03.2026 Сложившийся в . Net-среде способ разработки чаще всего предполагает монорепозиторий в котором находятся все исходники. При создании нового решения, мы просто добавляем нужные проекты и имеем. . .	Модульный подход на примере F# DevAlt 06.03.2026 В блоге дяди Боба наткнулся на такое определение: В этой книге («Подход, основанный на вариантах использования») Ивар утверждает, что архитектура программного обеспечения — это структуры,. . .	Управление камерой с помощью скрипта OrbitControls.js на Three.js: Вращение, зум и панорамирование 8Observer8 05.03.2026 Содержание блога Финальная демка в браузере работает на Desktop и мобильных браузерах. Итоговый код: orbit-controls-threejs-js. zip. Сканируйте QR-код на мобильном. Вращайте камеру одним пальцем,. . .	SDL3 для Web (WebAssembly): Синхронизация спрайтов SDL3 и тел Box2D 8Observer8 04.03.2026 Содержание блога Финальная демка в браузере. Итоговый код: finish-sync-physics-sprites-sdl3-c. zip На первой гифке отладочные линии отключены, а на второй включены:. . .

@Ramzess1234 1 / 1 / 0 Регистрация: 26.05.2021 Сообщений: 80

	Как уменьшить шум АЦП? 02.11.2021, 21:50. Показов 2735. Ответов 12 Метки нет (Все метки) Всем привет. Имеется АЦП CS5532, к ней подключен тензодатчик. Задача сделать измерительный прибор высокой точности. Проблема в следующем - слишком много шума, проявляется как скачки в примерно 100-120 едениц кода АЦП. И все бы ничего, так 50 единиц это 1 грамм. И получается что вес гуляет примерно на 3 грамма. Опорное напряжение сделали 1.1в. минимально допустимое. Усиление пробовали 64, 32 тоже пальто, просто порядок цифр другой. Что уже делали: Поднимал напряжение питания датчика до 10вольт, но тогда АЦП сходит с ума. И только при 7 вольтах работает адекватно. Питание только от АКБ, + линейные стабилизатору Лоу дроп. шуму по сути браться не от куда. Кондеры по измерительной части да и саму плату в целом вытащили из итальянского прибора диниарджео. Так что думаю там все гуд должно быть. Есть какие нибудь идеи или предположения? 0

@paskal 487 / 333 / 33 Регистрация: 15.08.2011 Сообщений: 1,078
	02.11.2021, 22:03
	Вероятно датчик шумит. Подходящий вариант - усреднять шум. Вам же надо константу измерить. А опорное напряжение как формируется? Стабилитроном? Стабилитрон тоже источник шума. 0

@Ramzess1234 1 / 1 / 0 Регистрация: 26.05.2021 Сообщений: 80
	02.11.2021, 22:15 [ТС]
	опорное напряжение это делитель с питания АЦП на резисторах Что имеется ввиду усреднять шум? применить фильтр? я использовал скользящее среднее на 100 ячеек массива, лучше становилось но совсем не значительно. Просто скорость с которой значения скачут менялась.. 0

@Rius 13136 / 7696 / 1677 Регистрация: 25.05.2015 Сообщений: 23,480 Записей в блоге: 14
	02.11.2021, 22:41
	Ramzess1488, При напряжении выше 7 В сходит с ума потому, что нельзя подавать на вход напряжение выше питания (см. даташит АЦП). Там наверняка есть защита входов, которая всё закоротит на питание. Усреднять шум - например использовать имеющиеся в АЦП фильтры. Ну и массив с усреднением тоже да. Это уже по теме цифровых фильтров. Опорное напряжение берётся не с делителя, а с опоры. Это такие микросхемы - стабилизаторы напряжения, с очень малым выходным током, но очень стабильные. Чем ниже частота преобразования АЦП и коэффициент усиления (gain), тем ниже шум. 0

@Ramzess1234 1 / 1 / 0 Регистрация: 26.05.2021 Сообщений: 80
	02.11.2021, 22:45 [ТС]
	частоту преобразования взял минимальную. Меньше только единичные преобразования. По поводу опорного, завтра попробую взять такую микру и испытать. 0

@Rius 13136 / 7696 / 1677 Регистрация: 25.05.2015 Сообщений: 23,480 Записей в блоге: 14
	02.11.2021, 23:01
	Я про samples per second (sps). Единичный или периодический, не важно. Опору надо подключать не аьы кабы, а по её даташиту. Особенно фильтры не забудьте. На входе и выходе. Кондеры должны быть указанного типа. Если опора питается от того же источника, что и сама АЦП, можно ещё фильтр RC или lc, не помню, поставить. АЦП сама по себе может создавать скачки напряжения в цепи своего питания. И это не должно попасть на опору. Да, сенсор тоже хорошо бы с опоры запитать. С отдельной или той же, по обстоятельствам. 0

@Ramzess1234 1 / 1 / 0 Регистрация: 26.05.2021 Сообщений: 80
	02.11.2021, 23:03 [ТС]
	Хорошо, попробую опору подключить правильно. Есть вроде на 2.5 вольта в наличии. Еще вопрос, а как пользоваться внутренним фильтром АЦП? может есть статья или описание какое то? а то с даташита мне пока тяжело понимать. выбирал 6.25 Sps, это самое маленькое значение 0

@Rius 13136 / 7696 / 1677 Регистрация: 25.05.2015 Сообщений: 23,480 Записей в блоге: 14
	02.11.2021, 23:10
	Тут не могу подсказать, увы. 0

@Ramzess1234 1 / 1 / 0 Регистрация: 26.05.2021 Сообщений: 80
	03.11.2021, 22:17 [ТС]
	Сегодня испробовал вариант с внешним опорным напряжением на 2.5 вольта, результат немного лучше, но все же около 80-90 единиц скачет. Пробовал разные комбинации усиления, но тогда становиться хуже, код ацп практически сравнивается с 1 грамом веса. Хотел сегодня запустить единичные преобразования, но немного не понял как это сделать. Больше всего смущают регистры setup, настройки которых попадают в регистр где устанавливается единичное или постоянное преобразования.. 0

@Voland_ 1983 / 1276 / 131 Регистрация: 04.01.2010 Сообщений: 4,607
	04.11.2021, 12:33
	1) по логике, чем выше потенциал ИОН, тем меньше будет шум. Ну, потому что будет выше соотношение сигнал/шум. 2) Тензодатчик, да и весы вообще очень зависят от внешних условий - вибрации или чего-то там механического. 3) Провод подключения экранированный? Зазмелен в одной точке? 4) Попробуйте собрать альтеративную схему датчика на резисторах. Такая схема тоже шумит? Это позволит локализовать п2,3 выше. 5) Осциллятор АЦП кварцованный же, да? 6) Что происходит на линиях SPI и питания непосредственно в момент преобразования? Просто обычно для точных измерений для внутренних АЦП даже останавливают МК (в сон), чтобы не иметь помех от него. Если это невозможно - надо развязывать линии "цифрового" и "аналогового" питаний через индуктивность и ставить по-больше фильтрующих кондеров - например, 4,7мк, 100н, 10н, 1н (параллельно) по питанию. 0

@avgoor 1550 / 877 / 179 Регистрация: 05.12.2015 Сообщений: 2,555
	04.11.2021, 12:59
	Ramzess1488, точность 10^-4 для тензодатчиков - предел. Если нужно точнее - делайте электромагнитные компенсационные весы (причем где-то уже в районе 10^-6 термостабилизация нужна. Изменение архимедовой силы атмосферы за счет изменения плотности при нагреве уже будет заметно). 0

@Ramzess1234 1 / 1 / 0 Регистрация: 26.05.2021 Сообщений: 80
	04.11.2021, 22:48 [ТС]
	Voland_, 1) в даташите нарисовано что опорка прямо на питание датчика идет. но у нас сигнал ведь нановольты, и по этому по логике нужно брать опорку ниже. 2) условия идеальные, платформа стоит на полу, а планируется вешать на кран 3) провод экранированный ровным счетом ничего не дал. 4) ацп умная и не хочет работать когда подключаешь резисторы 5) да 4.9кГц 6) линии пробовал развязать адумом (это гальваническая развязка такая) но это не помогло. на счет сна нужно подумать на фото то с чем я работаю avgoor, ну все зависит от класса точности датчика и от наибольшего предела взвешивания Миниатюры 0

@avgoor 1550 / 877 / 179 Регистрация: 05.12.2015 Сообщений: 2,555
	04.11.2021, 23:00
	Ramzess1488, каким образом относительная погрешность зависит от предела? А по поводу класса датчика... нет таких, по физтческим причинам. В принципе. Все высокоточные весы электрокомпенсационные, гугл в помощь. 0