AVR 기반의 취미 오실로스코프. 연산 증폭기 잡음을 제거하는 방법?

ATmega16 마이크로 컨트롤러에서 취미 오실로스코프를 만들고 있습니다. 주요 문제는 신호를 측정하는 동안 많은 양의 노이즈를 수신한다는 것입니다. 나는 LF353 증폭기를 사용 하여 전압을 이동 시켰 으며 잡음을 유발할 것으로 의심된다.

이것은 연산 증폭기가있는 회로도입니다. 신호는 '입력'으로 가고 '출력'은 마이크로 컨트롤러의 ADC 핀으로 직접갑니다.

개략도

그리고 이것은 리드가 연결되어 있지 않을 때 나는 신호입니다.

— 애쉬튼 H.
소스

주전원 주파수 (일반적으로 50 또는 60Hz)를 포착 할 가능성이 있습니까?

— jippie

ATmega16 브로셔는 ADC 핀을 구동하는 임피던스에 대해 말하고 있습니다. 일반적으로 MCU는이 지점에서 잡음을 낮추기 위해 상당히 낮은 임피던스를 요구합니다. 몇 개의 속도로 샘플링하고 있습니까? 다른 입력을 동시에 샘플링하고 있습니까? 연산 증폭기를 꺼내고 연산 증폭기 출력이 있던 곳에 접지를 시도 했습니까? 연산 증폭기의 어떤 공급 디 커플러를 사용 했습니까?

— Andy 일명

R6와 같은 저항을 통해 아날로그 신호 경로에 직접 적용되는 모든 전압 레일은 노이즈 문제를 방지하기 위해 조용히 작동해야합니다. 또한 신호 경로를 바이어스하는 5V 공급 장치를 사용하면 A / D에 대한 신호 입력이이 공급 전압의 절대 값에 의존하게됩니다. 신호 경로를 직접 바이어스하는 유일한 것은 입력 전압과 연산 증폭기 출력이되도록 설계를 다시 생각하고 싶을 것입니다. 이렇게하면 (계속) 변형의 영향을 제거합니다.

— Michael Karas

(위에서 계속) 사용 된 연산 증폭기의 PSSR (전원 공급 장치 제거 비율)에 의해 공급 전압. 마지막으로 최고의 대역폭 지원을 위해 기술을 개선 할 때 가능한 한 낮은 임피던스 소스에서 A / D 입력을 유도하고자합니다. 현재 소스 임피던스는 약 33K || 82K. 여러 채널을 순서대로 멀티플렉싱하려는 경우 다소 높아야하며 상당히 낮아야 할 수 있습니다. 마지막으로 언급 할 내용은 MCU에서 별도의 AVCC 및 AGND 핀을 활용해야한다는 것입니다 (계속)

— Michael Karas

(위에서 계속) 아날로그 회로에 별도의 필터링 된 5V 및 GND를 사용하고 MCU에서 바로 MCU GND에 연결합니다.

— 마이클 카라스

답변:

R6와 같은 저항을 통해 아날로그 신호 경로에 직접 적용되는 모든 전압 레일은 노이즈 문제를 방지하기 위해 조용히 작동해야합니다. 또한 신호 경로를 바이어스하는 5V 공급 장치를 사용하면 A / D에 대한 신호 입력이이 공급 전압의 절대 값에 의존하게됩니다.

신호 경로를 직접 바이어스하는 유일한 것은 입력 전압과 연산 증폭기 출력이되도록 설계를 다시 생각하고 싶을 것입니다. 이렇게하면 사용 된 연산 증폭기의 PSSR (전원 공급 장치 제거율)에 의해 공급 전압 변화의 영향을 제거 할 수 있습니다.

마지막으로 최고의 대역폭 지원을 위해 기술을 개선 할 때 가능한 한 낮은 임피던스 소스에서 A / D 입력을 유도하고자합니다. 현재 소스 임피던스는 약 33K || 82K. 여러 채널을 순서대로 멀티플렉싱하려는 경우 다소 높아야하며 상당히 낮아야 할 수 있습니다.

마지막으로 언급 할 내용은 아날로그 회로에 별도의 필터링 된 5V 및 GND를 사용하고 MCU에서 바로 MCU GND에 연결하도록 MCU에서 별도의 AVCC 및 AGND 핀을 활용해야한다는 것입니다.

— 마이클 카라스
소스

아마도 입력에서 DC 오프셋에 추가하면 더 제어 가능한 결과를 얻을 수 있습니다. 예를 들어.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

— 짐 디어 든
소스

+1, Michael의 제안에 따라 오프셋 핀을 ADC 핀에 직접 적용하지 않고 앰프를 통해 전달하는 것에 대해서도 생각했습니다. 또한 음극 전원 공급 장치를 접지하는 대신 MAX1044 전압 변환기를 통해 연산 증폭기의 음극 전원 공급 장치에 음 전압 (-5V)을 공급하고 있습니다.

— Ashton H.

R5의 목적은 무엇입니까?

— johnfound