ADC는 어떻게 실패합니까?


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비정상적인 방식으로 고장난 ADC가있는 위성을 유지 관리 할 책임이 있습니다. 기본적으로 발생하는 것은 원시 전압이 특정 범위에있는 경우 두 값 사이를 전환하는 것입니다. 원시 카운트를 얻으려고 노력하고 있지만 처리 된 데이터는 다음과 같습니다.

샘플 이미지

파란색 선은 다른 의미를 갖습니다 (기본적으로 소프트웨어는 빨간색 선을 파란색 선과 일치 시키려고합니다).

일반적으로 큰 구형파에서 왼쪽의 작은 범프에서 볼 수 있듯이 계단은 작습니다. 그러나 값 아래로 떨어지면 단계가 상당히 큽니다. 원시 카운트 데이터는 없지만 카운트에 반영된다는 것을 알고 있습니다.

내가 이해하려고하는 것은이 ADC가 어떻게 실패하는지입니다.

다음을 추측하고 있지만이 아이디어에 대한 분석을하고 싶습니다.

  1. 선형 영역에서, 델타 v에서 아날로그 전압의 각각의 변화에 ​​대해, 카운트의 변화가있다.
  2. 비선형 영역에서 델타 v의 아날로그 전압 변경의 경우 점프 수가 훨씬 더 큽니다.
  3. 2의 델타 v가 1보다 클 수 있지만 일반적으로 예상되는 것보다 훨씬 작습니다.

이 위성은 위성이므로 테스트를 위해 실험실로 가져올 수 없습니다. 이견있는 사람?

편집 : 다음은 그러한 에피소드의 원시 카운트입니다 (낮은 빈도로 샘플링 됨). 또한 ADC는 약 15-20 년 된 공간 등급이며 부품 번호가 없지만 얻을 수 있는지 확인할 수 있습니다. 아마도 1993 년경에 있었으며 FPGA 기반 일 수 있습니다. 그 수는 374-421까지의 차이만큼 차이가있을 수 있습니다. 이진은 다음과 같습니다

374 101110110
421 110100101

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

제가 ADC라고 생각하는 이유 중 하나는 비슷한 간격을 가진 여러 센서가 있기 때문입니다. 나는 지금 그것을 더 잘 정량화하기 위해 노력하고 있지만, 여기에 도표가 있습니다. 포인트는 실제 측정 된 값이며 선은 단순히 동일한 데이터 포인트 중 두 개를 연결합니다. 이러한 모든 값은 동일한 ADC에서 읽습니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

또한, 약 24 시간 동안 ADC가 읽는 모든 값의 목록이 있습니다. 여러 줄이 있습니다 (모두 약 20 개). 그 차이는 ADC 또는 관련 회로의 데드 존을 나타냅니다. 이 플롯의 y 축은 ADC 읽기 출력 값입니다. 큰 수직선이 보일 때마다 ADC가 값을 기록 할 수없는 영역을 나타내는 것 같습니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

ADC는 부품 ADC0808, 아날로그 멀티플렉서 부품 번호는 HCF4051BM1, 적어도 내가 찾은 회로도에서 ... 어느 시점에서 변경되었을 수 있습니다.

편집-추가 업데이트 : ADC에 공급되는 3 개의 아날로그 멀티플렉서가 있습니다. 나는 그들 중 하나 가이 문제를 겪고 있었는지, 다른 사람들은 그렇지 않은지 알고 싶었습니다. 그러나 이에 대한 증거는 많지 않지만 아래를 참조하십시오. 이와 같은 많은 격차가 있습니다. 방금 하나를 표시하기로 선택했습니다.

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

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부품의 부품 번호 및 데이터 시트?
Brian Carlton

1
실제 값을 게시하면 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어 값이 (작은 변화) 에서 (작은 변화)로 바뀌면 또는 (큰 변화) 있을 수 있다는 점에서 MSB와 LSB가 함께 읽히지 않을 수 있습니다 . 0x00FF0x01000x01FF0x0000
apalopohapa

3
잠깐, 이건 위성이야? 마치 지금 우주에 있습니까? 방사선 경화 부품을 구입했으면합니다.
코너 울프

2
과거에는 효과가 있었으며 ~ 10 년 동안 계속 사용하면 실패하기 시작했습니다. 배터리 전압은 말할 것도없고 온도 및 압력 센서에서도 비슷한 동작을 보았습니다.
PearsonArtPhoto

2
당신은 멋진 직업을 얻었다.
Ktc

답변:


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시스템의 다른 모든 것에 대해 ADC를 의심 할 이유가 있습니까? 배터리와 지상국 사이에 무엇이든지 보이는 것을 유발할 수 있습니다. 좋은 결함 트리는 ADC 이외의 다른 원인을 고려할 것입니다.

  • 아날로그 프론트 엔드
    • 연산 증폭기 및 아날로그 스위치에 대한 방사 효과
    • 연산 증폭기가 잘못된 값으로 멈춤
    • 전송 게이트가 열리지 않거나 닫히지 않거나 N 또는 P 쪽만 작동
    • 간헐적 인 열을 일으키는 열 사이클링
    • 간헐적 인 단락을 일으키는 금속 수염
  • ADC 자체
    • 단일 비트 오류
    • 클럭과 동기화되지 않은 데이터 (스킵 / 스큐 비트)
    • ADC 유형에 특정한 다른 장애 모드
  • 디지털 로직 / 마이크로 프로세서
    • 예상대로로드를 구성하지 못함
    • ADC를 올바르게 구성하거나 읽지 않음
    • 전송을 위해 데이터를 잘못 포장
  • 시스템의 다른 하중
    • 명령을받지 않으면 켜진 서브 시스템
    • 손상된 부하로 인한 예기치 않은 높은 전력 소비

그것이 ADC라고 생각하는 이유에 대한 추가 정보를 추가했습니다. 본질적으로, 동일한 ADC가 읽는 모든 값은 유사한 수의 누락 된 수를 갖는 것으로 보입니다.
PearsonArtPhoto 21시 57 분

분홍색 채널 바로 다음에 자주색 채널을 읽습니까? 샘플처럼 보이며 자주색 채널을 유지하면 때로는 한 가지 방식으로 만 작동합니다.
Theran

솔직히, 나는 그것을 알아낼 방법이 있는지조차 모른다. 그것들이 동일한 신호 레벨이라는 것은 흥미롭지 만 보라색이 더 높은 레벨에있을 때는 나타나지 않습니다.
PearsonArtPhoto

우리가보고있는 것은 두 트랜지스터 중 하나만 전도되는 반 데드 CMOS 전송 게이트라고 생각합니다. 샘플을 충전하고 커패시터를 잡고 있지만 자주색 채널이 활성화되어 있으면 방전되지 않습니다.
Theran

2

수집하고있는 자세한 정보를 사용하여 다음과 같은 추세에 주목합니다.

  1. 입력 신호가없는 영역을 제외하고 ADC 범위에는 완전한 간격이없는 것으로 보입니다.
  2. 아래 데이터와 같은 많은 영역이 있으며, 작은 창의 값은 거의 읽지 않고 앞뒤로 큰 숫자가 표시됩니다. 첫 번째 열은 ADC의 출력이고 두 번째 열은 여러 개체 유형에서 발생 횟수입니다.

데이터는 다음과 같습니다

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. 이 측정은 다양한 입력을 측정하지만 온도, 배터리 압력, 배터리 전압 등과 같이 빠르게 점프해서는 안되는 것을 포함하여 매우 작은 규모의 점프가 있습니다.

이 모든 것을 감안할 때, ADC 또는 지원 회로는 소규모 현상을 측정하기 위해 제한된 용량을 제공하는 방식으로 실패 할 수 있습니다. 또한 이것들은 단지 단계 기능 인 것 같습니다.

나는 여전히 이러한 점프가 어떻게 연결되어 있는지 알아 내려고 노력하고 있지만 전체 그림을 얻지 못했습니다 ...

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