Linearitätsproblem ADS1232

[Stefan]

Hallo,

wir haben hier eine Waage mit DMS Kraftaufnehmer gebaut. Ausgewertet
wird das Signal mit einem ADS1232 von TI.

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads1232.pdf

Die Beschaltung entspricht im wesentlichen der in Fig. 42. Als
Mikroprozessor setzen wir einen STM32 ein.

Abtastrate ist 80SPS.

Wir haben mehrere Platinen aufgebaut und diese an ein und demselben DMS
angeschlossen.

Bei einigen Baugruppen schwanken die Werte stärker als bei anderen,
außerdem gibt es Abweichungen bei der Linearität.

Der Wiegebereich liegt bei 0-10kg.

Die Empfindlichkeit beträgt etwa 200 Digits pro g, d.h. bei 10 kg
mĂźssten wir theoretisch 22 Bit haben.

Die AuflÜsung des ADS1232 beträgt 24 Bit.

Die Verstärkung des PGA sollte 128 sein, das muss ich gleich aber noch
einmal prĂźfen.

vom ADU bekomme ich ungefähr die folgende Werte:

Bei 0 kg: 00 80 D5
Bei 1 kg: 03 9F BA
Bei 5 kg: 10 C0 A0

Meine Waage hat eine AuflĂśsung von 1g. Das enstpricht ca. 212 Digits.

Wenn ich die Waage jetzt tariere und dann mit einem 1kg Gewicht
kalibriere schwanken meine Werte nach Mittelwertbildung um +- 1g.

Wenn ich dann ein 2kg Gewicht auflege, habe ich noch immer eine
Schwankungen um +- 1g und eine Abweichung von ca. 2g.

Lege ich nun ein 5kg Gewicht auf, habe ich 12g Abweichungen bei +-1 g
Schwankungen.

Wenn ich jetzt eine der schlechten Platinen an denselben DMS anschließe,
habe ich Schwankungen um +-15g und Abweichungen bei 5kg von 50g.

Wir haben schon verschiedene Dinge ausprobiert, zusätzliche
Kondensatoren an der Betriebsspannung und am DMS, Masseleitung am Biegestab.

Hat jemand eine Idee, wo das Problem liegen kĂśnnte?

Gruß

Stefan

 

[Wolfgang Mahringer]

Hi Stefan,

Am 16.08.2019 um 09:47 schrieb Stefan:

wir haben hier eine Waage mit DMS Kraftaufnehmer gebaut. Ausgewertet
wird das Signal mit einem ADS1232 von TI.
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads1232.pdf
...
Bei einigen Baugruppen schwanken die Werte stärker als bei anderen,
außerdem gibt es Abweichungen bei der Linearität.

Wild guess:
Der A/D Wandler hat in Deiner Konfiuration (Gain=128, 80 SPS, AVDD=5V)
eine effektive AuflĂśsung (ENOB) von nur 19.7 bits, nicht 24.
Siehe Seite 5 im von Dir verlinkten Datenblatt.
Du musst mit Samplerate und Verstärkung soweit wie mÜglich runter.
Bei so kleinen Spannungen kĂśnnen auch winzige Thermospannungen sowie das
PCB-Layout eine Rolle spielen.

Dass bei PGA=64 oder 128 der Eingangsspannungsbereich auf AGND+1,5V bis
AVDD-1,5V limitiert ist, hast Du beachtet (DB Seite 14)?

HTH,
Wolfgang

Am 16.08.2019 um 09:47 schrieb Stefan:

Hallo,

wir haben hier eine Waage mit DMS Kraftaufnehmer gebaut. Ausgewertet
wird das Signal mit einem ADS1232 von TI.

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads1232.pdf

Die Beschaltung entspricht im wesentlichen der in Fig. 42. Als
Mikroprozessor setzen wir einen STM32 ein.

Abtastrate ist 80SPS.

Wir haben mehrere Platinen aufgebaut und diese an ein und demselben DMS
angeschlossen.

Bei einigen Baugruppen schwanken die Werte stärker als bei anderen,
außerdem gibt es Abweichungen bei der Linearität.

Der Wiegebereich liegt bei 0-10kg.

Die Empfindlichkeit beträgt etwa 200 Digits pro g, d.h. bei 10 kg
mĂźssten wir theoretisch 22 Bit haben.

Die AuflÜsung des ADS1232 beträgt 24 Bit.

Die Verstärkung des PGA sollte 128 sein, das muss ich gleich aber noch
einmal prĂźfen.

vom ADU bekomme ich ungefähr die folgende Werte:

Bei 0 kg: 00 80 D5
Bei 1 kg: 03 9F BA
Bei 5 kg: 10 C0 A0

Meine Waage hat eine AuflĂśsung von 1g. Das enstpricht ca. 212 Digits.

Wenn ich die Waage jetzt tariere und dann mit einem 1kg Gewicht
kalibriere schwanken meine Werte nach Mittelwertbildung um +- 1g.

Wenn ich dann ein 2kg Gewicht auflege, habe ich noch immer eine
Schwankungen um +- 1g und eine Abweichung von ca. 2g.

Lege ich nun ein 5kg Gewicht auf, habe ich 12g Abweichungen bei +-1 g
Schwankungen.

Wenn ich jetzt eine der schlechten Platinen an denselben DMS anschließe,
habe ich Schwankungen um +-15g und Abweichungen bei 5kg von 50g.

Wir haben schon verschiedene Dinge ausprobiert, zusätzliche
Kondensatoren an der Betriebsspannung und am DMS, Masseleitung am
Biegestab.

Hat jemand eine Idee, wo das Problem liegen kĂśnnte?

Gruß

Stefan


    

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Use: wolfgang (dot) mahringer (at) sbg (dot) at

 

[Gerhard Hoffmann]

Am 16.08.19 um 12:17 schrieb Wolfgang Mahringer:

Hi Stefan,

Am 16.08.2019 um 09:47 schrieb Stefan:
wir haben hier eine Waage mit DMS Kraftaufnehmer gebaut. Ausgewertet
wird das Signal mit einem ADS1232 von TI.
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads1232.pdf
...
Bei einigen Baugruppen schwanken die Werte stärker als bei anderen,
außerdem gibt es Abweichungen bei der Linearität.

Wild guess:
Der A/D Wandler hat in Deiner Konfiuration (Gain=128, 80 SPS, AVDD=5V)
eine effektive AuflĂśsung (ENOB) von nur 19.7 bits, nicht 24.
Siehe Seite 5 im von Dir verlinkten Datenblatt.
Du musst mit Samplerate und Verstärkung soweit wie mÜglich runter.
Bei so kleinen Spannungen kĂśnnen auch winzige Thermospannungen sowie das
PCB-Layout eine Rolle spielen.

Dass bei PGA=64 oder 128 der Eingangsspannungsbereich auf AGND+1,5V bis
AVDD-1,5V limitiert ist, hast Du beachtet (DB Seite 14)?

Zu Zeiten des ADS1210, also, als diese Abteilung noch Burr-Brown war,
gab es mal eine App-Note mit dem Titel "How to get 20 Bits of resolution
from your 24 bit A/D converter" oder so ähnlich. War als Verbesserungs-
vorschlag gedacht, aber sie versprĂźhte nicht viel Optimismus.

Da wird wohl Kalibration Ăźber alles angesagt sein.

Gruß, Gerhard

 

[Stefan]

Am 16.08.2019 um 12:17 schrieb Wolfgang Mahringer:

Hi Stefan,

Am 16.08.2019 um 09:47 schrieb Stefan:
wir haben hier eine Waage mit DMS Kraftaufnehmer gebaut. Ausgewertet
wird das Signal mit einem ADS1232 von TI.
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads1232.pdf
...
Bei einigen Baugruppen schwanken die Werte stärker als bei anderen,
außerdem gibt es Abweichungen bei der Linearität.

Wild guess:
Der A/D Wandler hat in Deiner Konfiuration (Gain=128, 80 SPS, AVDD=5V)
eine effektive AuflĂśsung (ENOB) von nur 19.7 bits, nicht 24.

Das wäre noch nicht das Problem. Die AuflÜsung der Waage liegt bei 1g.
Das entspricht 200 Digits, d.h. fast 8 Bits.

Wir haben aber Schwankungen nach Mittelwertbildung Ăźber 128
Einzelabtastungen von mehr als 4g. Die Linearitätsabweichungen liegen
bei 50g bei halber Maximallast.

Wir haben eine AuflĂśsung von ca. 200 Digits je Gramm, d.h. wenn nur die
untersten 8 Bits schwanken, wir hätten dann noch 16 Bits, wäre alles in
Ordnung.

Das ist das Projekt eines Kollegen. Die Infos die ich habe beziehen sich
aktuell auf das angezeigte Endergebnis nach Mittelwertbildung Ăźber 128
Einzelmessungen.

Siehe Seite 5 im von Dir verlinkten Datenblatt.
Du musst mit Samplerate und Verstärkung soweit wie mÜglich runter.
Bei so kleinen Spannungen kĂśnnen auch winzige Thermospannungen sowie das
PCB-Layout eine Rolle spielen.

Dass bei PGA=64 oder 128 der Eingangsspannungsbereich auf AGND+1,5V bis
AVDD-1,5V limitiert ist, hast Du beachtet (DB Seite 14)?

Das sollte bei dem DMS kein Problem sein. Der liefert an beiden
Ausgängen ca. 2,5 V mit einer Differenzspannung im mV-Bereich.

Erstaunlich ist, dass einige Platinen aus derselben Charge sehr viel
bessere Ergebnisse liefern sind als andere, am selben DMS.

 

[Stefan]

Am 16.08.2019 um 12:39 schrieb Gerhard Hoffmann:

Am 16.08.19 um 12:17 schrieb Wolfgang Mahringer:

Zu Zeiten des ADS1210, also, als diese Abteilung noch Burr-Brown war,
gab es mal eine App-Note mit dem Titel "How to get 20 Bits of resolution
from your 24 bit A/D converter" oder so ähnlich. War als Verbesserungs-
vorschlag gedacht, aber sie versprĂźhte nicht viel Optimismus.

Da wird wohl Kalibration Ăźber alles angesagt sein.

Gruß, Gerhard

Die 20 Bit brauche ich gar nicht. Ich brauche ein AuflĂśsung von 1g bei
10kg. Das wären 14 Bit.

Wobei wir noch Ăźber 128 Abtastungen mitteln, was eine Verbesserung von
rund 3 Bits bringen sollte.

Die Anforderungen an die absolute Genauigkeit/Linearität sind noch
niedriger. Da liege ich bei 10g bei halber Maximalbelastung, also bei
5kg. Das wären dann 10 : 5000 = 1:500 entsprechend 9 Bit.

Viel besser ist unser DMS dann auch nicht, aber wie geschrieben: Es
liegt offenbar nicht am DMS sondern am ADU.

Ich vermute ein Problem mit der Versorgungsspannung. Wir haben einen
Step-Up Wandler um aus 3,3V die 5V fĂźr den ADU zu machen. Aber auch ein
zusätzlicher Elko hat da nichts gebracht.

 

[Hans-Peter Diettrich]

Am 16.08.2019 um 09:47 schrieb Stefan:

Wenn ich jetzt eine der schlechten Platinen an denselben DMS anschließe,
habe ich Schwankungen um +-15g und Abweichungen bei 5kg von 50g.

Wir haben schon verschiedene Dinge ausprobiert, zusätzliche
Kondensatoren an der Betriebsspannung und am DMS, Masseleitung am
Biegestab.

Hat jemand eine Idee, wo das Problem liegen kĂśnnte?

Am Lieferanten, der Produktionsausschuß vertickt?

DoDi

 

[Stefan]

Am 16.08.2019 um 09:47 schrieb Stefan:

kleiner Nachtrag:

Wir haben den DMS durch 4 Widerstände å 1k ersetzt. Die Schwankungen
bleiben gleich. Kurzschluss an den ADU Eingängen macht auch keine Änderung.

 

[Wolfgang Martens]

Am 16.08.2019 um 12:59 schrieb Stefan:

...Messwerte nicht stabil...

Ich vermute ein Problem mit der Versorgungsspannung. Wir haben
einen Step-Up Wandler um aus 3,3V die 5V fĂźr den ADU zu machen.
Aber auch ein zusätzlicher Elko hat da nichts gebracht.

Zur Diagnose eine der schlechten Platinen umbauen auf Versorgung mit
Batterien, kurzen Drähten und rauscharmen Linearreglern.

mfG W.Martens

 

[Wolfgang Mahringer]

Am 16.08.2019 um 12:54 schrieb Stefan:

Am 16.08.2019 um 12:17 schrieb Wolfgang Mahringer:
Wild guess:
Der A/D Wandler hat in Deiner Konfiuration (Gain=128, 80 SPS, AVDD=5V)
eine effektive AuflĂśsung (ENOB) von nur 19.7 bits, nicht 24.

Das wäre noch nicht das Problem. Die AuflÜsung der Waage liegt bei 1g.
Das entspricht 200 Digits, d.h. fast 8 Bits.

So darfst Du das nicht rechnen. Wieviele mV kommen denn pro kg am ADC an?

vg,
Wolfgang

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[Stefan]

Am 16.08.2019 um 23:53 schrieb Wolfgang Martens:

Am 16.08.2019 um 12:59 schrieb Stefan:

...Messwerte nicht stabil...

Ich vermute ein Problem mit der Versorgungsspannung. Wir haben
einen Step-Up Wandler um aus 3,3V die 5V fĂźr den ADU zu machen.
Aber auch ein zusätzlicher Elko hat da nichts gebracht.

Zur Diagnose eine der schlechten Platinen umbauen auf Versorgung mit
Batterien, kurzen Drähten und rauscharmen Linearreglern.

Ja, daran haben wir auch schon gedacht. Das Gerät wird aktuell aus einer
LiIon Zelle versorgt, aber die 5V fĂźr den ADU kommen aus einem Step-up
Wandler.

Ich hab momentan einen anderen Verdacht. Mein Verdacht ist, dass
eventuell der SPI Takt zu hoch sein kĂśnnte. Ich kann das am WE aber
nicht prĂźfen weil das das Projekt eines Kollegen ist.

Mist, der hat Montag Urlaub und ist Dienstag beim Kunden. Wobei, ich
habe auf meinem Rechner eine ältere Version der Software, da kÜnnte ich
das zumindest prĂźfen.

mfG W.Martens

 

[Stefan]

Am 17.08.2019 um 10:29 schrieb Wolfgang Mahringer:

Am 16.08.2019 um 12:54 schrieb Stefan:
Am 16.08.2019 um 12:17 schrieb Wolfgang Mahringer:
Wild guess:
Der A/D Wandler hat in Deiner Konfiuration (Gain=128, 80 SPS, AVDD=5V)
eine effektive AuflĂśsung (ENOB) von nur 19.7 bits, nicht 24.

Das wäre noch nicht das Problem. Die AuflÜsung der Waage liegt bei 1g.
Das entspricht 200 Digits, d.h. fast 8 Bits.

So darfst Du das nicht rechnen. Wieviele mV kommen denn pro kg am ADC an?

vg,
Wolfgang

Schon klar, aber man kĂśnnte das durchaus zurĂźckrechnen. Muss ich mal
nachmessen.

Meine Überlegung war: Ich brauche eine Auflösung von 1g bei einem
Maximalausschlag von 10kg, also ca. 13 Bits effektive AuflĂśsung.

Der ADC hat theoretisch 24 Bits, davon nutze ich 22. Ich kĂśnnte mir also
9 Bits Rauschen leisten. Außerdem manche ich eine Mittelwertbildung über
128 Abtastungen, was das Rauschen um rund 3 Bits reduzieren mĂźsste.

d.h. der ADU mĂźsste meine Anforderungen locker erfĂźllen. Das Problem
liegt irgendwo in meiner Schaltung oder in der Software.
Wie weiter oben geschrieben vermute ich momentan, dass der SPI Takt zu
schnell sein kĂśnnte. Wir setzen einen STM32F103 ein. Ich kann das hier
aber nicht prĂźfen.

 

[Andreas Weber]

Am 16.08.19 um 18:49 schrieb Stefan:

Am 16.08.2019 um 09:47 schrieb Stefan:
kleiner Nachtrag:

Wir haben den DMS durch 4 Widerstände å 1k ersetzt. Die Schwankungen
bleiben gleich.

Die 4 Rs sind also leicht verstimmt und wenn du da deine (wieviele)
Platinen dran hängst, schwanken die Werte zeitlich (da bildest du einen
Mittelwert und die Standardabweichung?) und/oder von ADC-Platine zu
ADC-Platine ?

> Kurzschluss an den ADU Eingängen macht auch keine Änderung.

Das ist fßr die Fehlersuche natßrlich super, nur wäre die Frage, was fßr
einen Kurzschluss du machst?

Hast du dann effektiv 0 Ohm zwischen AINP1 und AINN1 und jeweils 500R
gegen REFP und REFN?

In einem anderen Posting lese ich, dass du die 5V durch einen Step-Up
erzeugst, was IMHO eine ganz schlechte Idee ist. Ich wĂźrde dringend
empfehlen testweise den StepUp lahmzulegen und die AVDD nur Ăźber eine
Batterie anzulegen, gerne DVDD auch aus getrennter Batterie.

Das sollte dir helfen das Problem einzugrenzen.

Gruß Andy

 

[Stefan]

Am 17.08.2019 um 11:58 schrieb Andreas Weber:

Am 16.08.19 um 18:49 schrieb Stefan:
Am 16.08.2019 um 09:47 schrieb Stefan:
kleiner Nachtrag:

Wir haben den DMS durch 4 Widerstände å 1k ersetzt. Die Schwankungen
bleiben gleich.

Die 4 Rs sind also leicht verstimmt und wenn du da deine (wieviele)
Platinen dran hängst, schwanken die Werte zeitlich (da bildest du einen
Mittelwert und die Standardabweichung?) und/oder von ADC-Platine zu
ADC-Platine ?

Es gibt gute Platinen, da schwanken die Werte nicht und es gibt
schlechte Platinen bei denen die Ergebnisse stark schwanken und zwar so
stark, dass diese auch nach Mittelwertbildung Ăźber 128 Abtastungen zu
hoch sind.
Die Schaltung mit den 4 Rs diente nur dazu, sicherzustellen, dass es
nicht am DMS und auch nicht am Kabel zum DMS liegt.

Kurzschluss an den ADU Eingängen macht auch keine Änderung.

Das ist fßr die Fehlersuche natßrlich super, nur wäre die Frage, was fßr
einen Kurzschluss du machst?

Der Kollege hat die Differenzeingänge des ADU kurzgeschlossen. Das hat
er allerdings als erstes gemacht, also bevor der die BrĂźcke aus 4 Rs
aufgebaut hat.

Hast du dann effektiv 0 Ohm zwischen AINP1 und AINN1 und jeweils 500R
gegen REFP und REFN?

Ersteres ja, letzteres nicht, es wäre natßrlich leicht gewesen, das bei
eingebautem DMS bez. R-BrĂźcke zu machen. Ist das Projekt eines Kollegen.
Ich hab da nur versucht zu helfen und konnte nicht die ganze Zeit
daneben stehen.

In einem anderen Posting lese ich, dass du die 5V durch einen Step-Up
erzeugst, was IMHO eine ganz schlechte Idee ist. Ich wĂźrde dringend
empfehlen testweise den StepUp lahmzulegen und die AVDD nur Ăźber eine
Batterie anzulegen, gerne DVDD auch aus getrennter Batterie.

Ja, das ist sicherlich ein guter Tipp, wobei wir den Step-Up dann doch
benĂśtigen. Aber um das Problem einzugrenzen ist das natĂźrlich sinnvoll.

Das sollte dir helfen das Problem einzugrenzen.

Man könnte so zumindest ausschließen, dass der Step-Up die Ursache des
Problems ist.

Gruß Andy

 

[Klaus Bahner]

On 16-08-2019 09:47, Stefan wrote:

Hallo,
Die Beschaltung entspricht im wesentlichen der in Fig. 42. Als
Mikroprozessor setzen wir einen STM32 ein.

[snip]
Hat jemand eine Idee, wo das Problem liegen kĂśnnte?

Das ist natuerlich Glaskugellesen, aber ich wuerde mir mal die
Referenzspannungen ansehen. Wenn die wie in Fig. 42 gleich AVDD ist und
AVDD - wie du an anderer Stelle schreibst - aus einem Step-up Umsetzer
kommt, dann kann das eigentlich nicht funktionieren. Selbst bei 13 Bit
effektiver Aufloesung muesste das Rauschen des Step-up Umsetzers kleiner
als 600 uV sein. Nun weiss ich nicht auf welcher Frequenz der Step-up
laeuft, aber da der ADS 1232 selbst eine interne Modulationsfrequenz von
76.8 kHz waere meine Hypothese das kein Step-Up Umsetzer bei dieser
Frequenz so rauschfrei ist. Die Variabilitaet zwischen den Boards
koennte dann von Variationen des Verhaeltnisses zwischen Switcher und
ADC Modulationsfrequenz verursacht sein.

Das ist zumindest der Vorschlag meiner Glaskugel

Gruss
Klaus

 

[Andreas Weber]

Am 17.08.19 um 12:56 schrieb Stefan:

Am 17.08.2019 um 11:58 schrieb Andreas Weber:
Am 16.08.19 um 18:49 schrieb Stefan:
Am 16.08.2019 um 09:47 schrieb Stefan:
kleiner Nachtrag:

Wir haben den DMS durch 4 Widerstände å 1k ersetzt. Die Schwankungen
bleiben gleich.

Die 4 Rs sind also leicht verstimmt und wenn du da deine (wieviele)
Platinen dran hängst, schwanken die Werte zeitlich (da bildest du einen
Mittelwert und die Standardabweichung?) und/oder von ADC-Platine zu
ADC-Platine ?

Es gibt gute Platinen, da schwanken die Werte nicht und es gibt
schlechte Platinen bei denen die Ergebnisse stark schwanken und zwar so
stark, dass diese auch nach Mittelwertbildung Ăźber 128 Abtastungen zu
hoch sind.

Meine Frage war, ob die "Schwankungen" zeitlich gemeint sind, oder
Streuung zwischen den Platinen.

Die Schaltung mit den 4 Rs diente nur dazu, sicherzustellen, dass es
nicht am DMS und auch nicht am Kabel zum DMS liegt.

Das war mir klar.

Hast du dann effektiv 0 Ohm zwischen AINP1 und AINN1 und jeweils 500R
gegen REFP und REFN?

Ersteres ja, letzteres nicht, es wäre natßrlich leicht gewesen, das bei
eingebautem DMS bez. R-BrĂźcke zu machen.

Das ist blĂśd weil dann der Mittelwert (=CM), der ja normalerweise 2,5V
ist, nicht definiert ist und floatet.

Deshalb solltest besser +/- kurzschließen und dann 180R nach REFP und
180R nach REFN. Ich gehe von einer 350R DMS aus.

Ja, das ist sicherlich ein guter Tipp, wobei wir den Step-Up dann doch
benĂśtigen.

Klar, ich werdet nicht aus Jux und Tollerei nen StepUp in einem
Messaufbau haben.

Habt ihr schon ne Immisionsmessung gemacht? Habt ihr ein angeschlossenes
EMV Labor?

Gruß Andy

 

[Michael S.]

Am 17.08.2019 um 22:09 schrieb Klaus Bahner:

On 16-08-2019 09:47, Stefan wrote:
Hallo,
Die Beschaltung entspricht im wesentlichen der in Fig. 42. Als
Mikroprozessor setzen wir einen STM32 ein.

[snip]
Hat jemand eine Idee, wo das Problem liegen kĂśnnte?

Das ist natuerlich Glaskugellesen, aber ich wuerde mir mal die
Referenzspannungen ansehen. Wenn die wie in Fig. 42 gleich AVDD ist und
AVDD - wie du an anderer Stelle schreibst - aus einem Step-up Umsetzer
kommt, dann kann das eigentlich nicht funktionieren. Selbst bei 13 Bit
effektiver Aufloesung muesste das Rauschen des Step-up Umsetzers kleiner
als 600 uV sein. Nun weiss ich nicht auf welcher Frequenz der Step-up
laeuft, aber da der ADS 1232 selbst eine interne Modulationsfrequenz von
76.8 kHz waere meine Hypothese das kein Step-Up Umsetzer bei dieser
Frequenz so rauschfrei ist. Die Variabilitaet zwischen den Boards
koennte dann von Variationen des Verhaeltnisses zwischen Switcher und
ADC Modulationsfrequenz verursacht sein.

An sowas hätte ich auch gedacht. Irgendwie Aliasing und das dann
natürlich abhängig von der relative großen Frequenztoleranz des DCDCs.

Frßher hätte man den DCDC-Takte dann aus der gleichen Taktquelle
abgeleitet wie fĂźr den ADC/ÂľC verwendet wird. Aliasing wird dann nur
noch zu einem Offset-Fehler. Das geht aber mit den ganzen modernen Chips
nicht mehr.

Falls das wirklich die Ursache ist, sollte man sich mal anschauen, in
welchem Verhältnis die Abtastfrequenz zur DCDC-Frequenz liegt und die
Mittelwertbildung dann geschickt wählen.

Manchmal liefern IIR-Filter bessere Ergebnisse als Mittelwertfilter.

Michael

 

[Stefan]

Am 18.08.2019 um 08:09 schrieb Andreas Weber:

Am 17.08.19 um 12:56 schrieb Stefan:
Am 17.08.2019 um 11:58 schrieb Andreas Weber:
Am 16.08.19 um 18:49 schrieb Stefan:
Am 16.08.2019 um 09:47 schrieb Stefan:
kleiner Nachtrag:

Wir haben den DMS durch 4 Widerstände å 1k ersetzt. Die Schwankungen
bleiben gleich.

Die 4 Rs sind also leicht verstimmt und wenn du da deine (wieviele)
Platinen dran hängst, schwanken die Werte zeitlich (da bildest du einen
Mittelwert und die Standardabweichung?) und/oder von ADC-Platine zu
ADC-Platine ?

Es gibt gute Platinen, da schwanken die Werte nicht und es gibt
schlechte Platinen bei denen die Ergebnisse stark schwanken und zwar so
stark, dass diese auch nach Mittelwertbildung Ăźber 128 Abtastungen zu
hoch sind.

Meine Frage war, ob die "Schwankungen" zeitlich gemeint sind, oder
Streuung zwischen den Platinen.

Es sind zeitliche Schwankungen. Die Eingangsfrage im Thread war zwar
nach der Linearität, aber das Problem sind die Schwankungen.

Die Schaltung mit den 4 Rs diente nur dazu, sicherzustellen, dass es
nicht am DMS und auch nicht am Kabel zum DMS liegt.

Das war mir klar.

Hast du dann effektiv 0 Ohm zwischen AINP1 und AINN1 und jeweils 500R
gegen REFP und REFN?

Ersteres ja, letzteres nicht, es wäre natßrlich leicht gewesen, das bei
eingebautem DMS bez. R-BrĂźcke zu machen.

Das ist blĂśd weil dann der Mittelwert (=CM), der ja normalerweise 2,5V
ist, nicht definiert ist und floatet.

Deshalb solltest besser +/- kurzschließen und dann 180R nach REFP und
180R nach REFN. Ich gehe von einer 350R DMS aus.

Wir haben inzwischen einen Kurzschluss zwischen die Ausgänge der Brßcke
geschaltet. Keine Änderung.

Habt ihr schon ne Immisionsmessung gemacht? Habt ihr ein angeschlossenes
EMV Labor?

nein

Ich habe mir aber mal die Signale auf der SPI Schnittstelle angesehen.
Meine Vermutung war ja, dass da zu schnell ausgelesen wird. Das ist
nicht der Fall. Die unteren 10 Bits springen wild hin und her, so wie
aufgrund der ausgelesenen Werte zu erwarten.

Aber es gibt Spikes auf den Taktsignalen, also wenn das Signal auf H
geht, gibt es einen Überschwinger ca. 0,5V über VCC und ca.
0.5V unter VSS wenn es auf L geht.

Die Länge des Spikes habe ich jetzt nicht gemessen, auf dem Oszilloskop
waren es Nadeln auf dem Taktsignal.

Wir haben die CLK Leitung mit 10k nach GND belastet, keine Änderung. Ich
hab dem Kollegen jetzt empfohlen, da einen 10pF parallel zum
Takt-Eingang des ADU zu schalten. Mal sehen, ob die Spikes dann weg
sind, als nächstes kommt dann ein RC Tiefpass.

 

[Michael S.]

Am 19.08.2019 um 14:04 schrieb Stefan:

Mich eigentlich auch, aber so langsam gehen mir die Ideen aus.

Der ADC liegt friedlich alleine auf der Platine, Abstand zu allem
anderen mehrere cm. Beschaltet nach Datenblatt. Durchgängige Massefläche
auf der Platinenunterseite und alles analoge Ăźber kurze Leitungen
angeschlossen. Kondensatoren direkt am IC.

Mal ohne DCDC versorgt?


--
Michael

 

[Stefan]

Am 19.08.2019 um 13:48 schrieb Michael S.:

Am 19.08.2019 um 13:19 schrieb Stefan:

Aber es gibt Spikes auf den Taktsignalen, also wenn das Signal auf H
geht, gibt es einen Überschwinger ca. 0,5V über VCC und ca.
0.5V unter VSS wenn es auf L geht.

Die Länge des Spikes habe ich jetzt nicht gemessen, auf dem
Oszilloskop waren es Nadeln auf dem Taktsignal.

Solche Überschwinger bedämpft man mit Serienwiderständen in der
Taktleitung. WĂźrde mich aber nicht wundern, wenn die Nadeln gar nicht da
wären sondern nur schlecht gemessen wurde.

Oszi-Tastkopf bitte nicht mit Masseschwanz anbinden, sondern so:
https://images.vogel.de/vogelonline/bdb/512600/512672/4.jpg

Im Übrigen liegt die Tastkopkapazität üblicherweise höher als die die
Clock-Eingangs.

Stimmt schon, muss mal prĂźfen, ob der Tastkopf auf 1:10 oder auf 1:1 stand.

Die Spikes sieht man Ăźbrigens nur auf dem Clk Signal, nicht auf den Daten.

WĂźrde mich aber wundern, wenn das was mit den eigentlichen Problemen zu
tun hätte.

Mich eigentlich auch, aber so langsam gehen mir die Ideen aus.

Der ADC liegt friedlich alleine auf der Platine, Abstand zu allem
anderen mehrere cm. Beschaltet nach Datenblatt. Durchgängige Massefläche
auf der Platinenunterseite und alles analoge Ăźber kurze Leitungen
angeschlossen. Kondensatoren direkt am IC.

>

 

[Michael S.]

Am 19.08.2019 um 13:19 schrieb Stefan:

Aber es gibt Spikes auf den Taktsignalen, also wenn das Signal auf H
geht, gibt es einen Überschwinger ca. 0,5V über VCC und ca.
0.5V unter VSS wenn es auf L geht.

Die Länge des Spikes habe ich jetzt nicht gemessen, auf dem Oszilloskop
waren es Nadeln auf dem Taktsignal.

Solche Überschwinger bedämpft man mit Serienwiderständen in der
Taktleitung. WĂźrde mich aber nicht wundern, wenn die Nadeln gar nicht da
wären sondern nur schlecht gemessen wurde.

Oszi-Tastkopf bitte nicht mit Masseschwanz anbinden, sondern so:
https://images.vogel.de/vogelonline/bdb/512600/512672/4.jpg

Im Übrigen liegt die Tastkopkapazität üblicherweise höher als die die
Clock-Eingangs.

WĂźrde mich aber wundern, wenn das was mit den eigentlichen Problemen zu
tun hätte.

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Michael