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 /
Модель заражения группы наркоманов alhaos 17.04.2026 Условия задачи сформулированы тут Суть: - Группа наркоманов из 10 человек. - Только один инфицирован ВИЧ. - Колются одной иглой. - Колются раз в день. - Колются последовательно через. . .	Мысли в слух. Про "навсегда". kumehtar 16.04.2026 Подумалось тут, что наверное очень глупо использовать во всяких своих установках понятие "навсегда". Это очень сильное понятие, и я только начинаю понимать край его смысла, не смотря на то что давно. . .	My Business CRM MaGz GoLd 16.04.2026 Всем привет, недавно возникла потребность создать CRM, для личных нужд. Собственно программа предоставляет из себя базу данных клиентов, в которой можно фиксировать звонки, стадии сделки, а также. . .	Знаешь почему 90% людей редко бывают счастливыми? kumehtar 14.04.2026 Потому что они ждут. Ждут выходных, ждут отпуска, ждут удачного момента. . . а удачный момент так и не приходит.
Фиксация колонок в отчете СКД Maks 14.04.2026 Фиксация колонок в СКД отчета типа Таблица. Задача: зафиксировать три левых колонки в отчете. Процедура ПриКомпоновкеРезультата(ДокументРезультат, ДанныеРасшифровки, СтандартнаяОбработка) / / . . .	Настройки VS Code Loafer 13.04.2026 { "cmake. configureOnOpen": false, "diffEditor. ignoreTrimWhitespace": true, "editor. guides. bracketPairs": "active", "extensions. ignoreRecommendations": true, . . .	Оптимизация кода на разграничение прав доступа к элементам формы Maks 13.04.2026 Алгоритм из решения ниже реализован на нетиповом документе, разработанного в конфигурации КА2. Задачи, как таковой, поставлено не было, проделанное ниже исключительно моя инициатива. Было так:. . .	Контроль заполнения и очистка дат в зависимости от значения перечислений Maks 12.04.2026 Алгоритм из решения ниже реализован на примере нетипового документа "ПланированиеПерсонала", разработанного в конфигурации КА2. Задача: реализовать контроль корректности заполнения дат назначения. . .

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

	Как уменьшить шум АЦП? 02.11.2021, 21:50. Показов 2770. 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 13205 / 7733 / 1681 Регистрация: 25.05.2015 Сообщений: 23,574 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 13205 / 7733 / 1681 Регистрация: 25.05.2015 Сообщений: 23,574 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 13205 / 7733 / 1681 Регистрация: 25.05.2015 Сообщений: 23,574 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

Опции темы

@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