다양한 조건에서 노이즈 센서를위한 고분해능 ADC

소개

가변 증폭기에 대한이 질문에 대한 응답으로 , 가변 조건을 처리하기 위해 증폭에 대해 걱정할 필요가없고 스케일링을 수행 할 수 있도록 더 높은 분해능으로 ADC를 사용하는 것이 더 경제적 일 것을 권장했습니다 소프트웨어에서.

개요

바디 마운트 텍스타일 기반 스트레치 센서를위한 데이터 수집 회로를 설계하려고합니다. 직물은 신축됨에 따라 저항이 변한다 (약 1 차, 10 % -100k Ω , 30 % 신축). 정확한 범위는 텍스타일을 자르는 방법, 땀에 흠뻑 적 실지 여부, 온도, 재료의 늙음, 장착 방법 등에 따라 달라집니다. 구성 요소 수를 최소화하는 것이 큰 장점입니다.$\Omega$$\Omega$

또한 성능이 떨어질 수있는 다른 응용 프로그램에서 회로를 재사용 할 수 있기를 바랍니다. 예를 들어, 나는 섬유의 저렴 버전을 사용하는 경우, 내 저항 범위는 나쁜로 100 수 있습니다 300 Ω .$\Omega$$\Omega$

신호 경로

[섬유]-> [휘트 스톤 브리지]-> [로우 패스]-> [악기 증폭기]-> [ADC]-> [AVR]

요구 사항

그래서 나는 내 요구 사항을 충족시킬 ADC를 찾고 있습니다. ADC는 다음과 같아야합니다.

1. 16 비트 이상
2. 가능한 한 사용하기 쉽습니다 : AVR / Arduino 용으로 작성된 인터페이스 코드가있는 경우 훨씬 좋습니다 ...
3. ...하지만 가능한 한 포괄적으로 : 저역 통과 필터와 PGA가 내장 된 일부 ADC를 보았습니다. 구성이 고통스럽지 않는 한 더 좋습니다.
4. 8 개 이상의 채널 또는 구현하기 쉬운 경우 2 개 이상의 4 개 채널. 편집 : 휘트 스톤 브리지를 사용하는 경우 8 개의 차동 입력 채널 (16 채널)을 원할 것입니다 ...
5. 작동 전압이 중요하지 않다고 생각합니다 ... (5V를 초과하지 않는 경우 가장 좋습니다)
6. 표면 실장
7. 저렴할 필요는 없습니다 (일회성)
8. SPI 대 I2C는 중요하지 않습니다.
9. 100+ 헤르쯔

연구

지금까지 인터넷 검색을 통해 다음 칩을 발견했습니다.

• 선형 장치는 다양한 16-24 비트 델타 시그마 ADC를 제공하며 그 중 일부는 다음과 같습니다. http://parametric.linear.com/html/no_latency_delta_sigma_adcs?p=5312974
• Microchip에는 다양한 옵션이 있으며 그중 일부는 제가 추천했습니다 : http://www.microchip.com/ParamChartSearch/chart.aspx?branchID=11022&mid=10&lang=en&pageId=79
• 아날로그 장치에는 증폭기 및 필터가있는 여러 가지 포괄적 인 데이터 수집 칩이 있습니다 (외부 신호 처리 필요 없음).
  • 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
• TI 칩을 아직 보지 못했습니다 ...

다음 튜토리얼 :

• 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)

전압 레퍼런스?

마지막으로, 일부 사람들은 Analog Devices REF19x 와 같은 정밀 전압 레퍼런스를 권장했습니다 시리즈 . 이것이 필요하다고 생각하십니까? 해상도는 저에게 꼭 중요합니다.

결론

추천 사항이 있으면 알려주세요! 나는 또한 내가 찾고있는 것을 정확히 확신하지 못하므로 결정 방법에 대한 팁도 높이 평가됩니다.

TI의 ADS1256 에는 고 임피던스 입력 버퍼 및 PGA가있는 8 개의 싱글 엔드 24 비트 채널이 있습니다. OpenEXG 프로젝트에는 인터페이스 를위한 PIC 코드 가 있습니다 (두 채널 버전 ADS1255를 사용하지만 동일해야 함).

차동 입력을 원한다면 8 개의 채널, PGA 및 A / D, 내부 기준 및 ECG / EEG 회로 가있는 ADS1298 이 있으며 무시할 수 있습니다. 그래도이 예제 코드를 찾을 수 있는지 확실하지 않습니다.

해상도를 찾고 있다면 정밀하고 저잡음 기준이 필수입니다.

어쩌면 비 전통적인 아이디어 일 것입니다. 여러분의 의견이 궁금합니다.

하나의 크기는 전압 분배기 회로에서 직접 측정하기에 충분히 큰 변화로 보입니다.

그런 다음 더 작은 ADC를 사용하고 센서를 통해 전류를 변화시킬 수 있습니다. 필터링 된 PWM 전압 소스 + 전압 팔로어 (공간에서 허벅지 인 경우 하나의 NPN 트랜지스터 일 수 있음)로 다이내믹 레인지가 크게 향상 될 수 있습니다.

다른 센서를 측정 할 때이 중 하나 또는 두 개를 사용하고 전압을 전환 할 수 있습니다.

주어진 "센서"에 대해 넓은 다이내믹 레인지를 갖는 것이 가장 큰 걱정이라면 DAC (또는 심지어 MPU- 핀 제어 전압 소스)를 사용하여 증폭기 오프셋 / 이득을 조정하여 다른 재료에 대한 시스템 성능을 변경하는 것을 고려할 수 있습니다.

"노출"기간을 조정하여 미세 조정 신호 감도를 얻을 수 있도록 전하 통합 회로로이 가변 이득 단계를 수행 할 수도 있습니다.

필요한 샘플 속도에 대해 충분한 컴퓨팅 성능이 있으면 디지털 필터링을 고려하십시오. Savitzky-골 레이 필터 F / 전.

• 부품을 변경하는 것보다 알고리즘을 더 쉽게 변경할 수 있습니다.
• 일부 필터링을 소프트웨어로 푸시하면 부품 자체가 더 잡음에 강하거나 모든 필터링을 수행해야하는 경우보다 낮은 사양의 부품을 사용할 수 있습니다.
• 입력과 입력에서 필요한 것에 대해 더 많이 배우고 실제로 더 높은 사양 부품이 필요한 경우 더 나은 정보를 제공하는 부품을 선택할 수 있습니다.
• 소프트웨어와 기술이 다른 응용 프로그램으로 쉽게 전송됩니다!

최대 11 개까지 돌리고 TI ADS1262 만 사용하십시오 . 11 개의 입력과 PGA를 갖춘 32 비트 ADC입니다!

32 비트를 사용하면 거의 모든 것을 샘플링 할 수 있습니다. 그리고 그렇게 비싸지도 않습니다. 또한이 중 하나만 만드는 경우 무료 샘플을 받으십시오 .

또 다른 옵션은 PSoC를 사용하는 것입니다. 이들은 재구성 가능한 아날로그 및 디지털 블록을 포함하는 마이크로 컨트롤러로서 모든 종류의 기능을 구성하는 데 사용할 수 있습니다. 16 비트 ADC, PGA, DAC 및 디지털 필터 중 하나를 선택하여 자체 자동 범위 조정, 자동 트리밍, 오버 샘플링, 디지털 필터링, ADC를 만들 수 있습니다!

리스트에서 사전 정의 된 기능을 선택하여 원하는 회로도를 간단하게 그릴 때 이러한 것들을 방해하는 프로그래밍을하십시오. 그런 다음 C 코드를 작성하십시오.