|
macolakg
Dragoljub Aleksijevic
Kragujevac
Član broj: 301424
Poruke: 3238
*.adsl.eunet.rs.
|
Bogdane,
Kao što je kolega Vladd napomenuo, metrologija je "nezgodna" oblast gde se mora mnogo računa voditi o masi sporednih efekata koji mogu uticati na validnost merenja.
Neretko su se događali slučajevi u labs na svetskom nivou da se tek posle koju godinu otkrije da je neko merenje bilo pogrešno jer je zaboravljeno da se neki sporedan efekat uzme u obzir, ili se čak nije ni znalo za postojanje tog efekta.
Danas se, kako unutar modernih MCU, tako i diskretno, nalaze veoma sposobni i moderni ADC. Već se unutar MCU klase boljih ARM nalaze na primer po tri bazična 12-16bit ADC sa 2-5Gs/s.
Sve je to sjajno i lepo, ali na žalost je potreba da se meri 0-5V ili 0-3V3 samo jedan mali deo ukupnih mernih potreba gde se može iskoristiti pun opseg ADC gde on jedino i daje najbolje rezultate.
Ista priča sasvim važi i za eksterne ADC koji imaju više rezolucije od tih internih.
Jednostavno, čim se samo malo "mrdne" van tih 3V3, na gore ili na dole, sve jedno, postaje neophodan analogni front end ispred ADC, ma koliko ADC bio moćan, da bi se ta veličina prilagodila ulaznom opsegu ADC.
E tu počinju ponovo problemi istog tipa koje je i proizvođač visokorezolutivnog i brzog ADC imao unutar samog čipa tokom njegovog konstruisanja:
-borba sa šumom,
-borba sa termičkim klizanjima,
-brzina vs rezolucija,
-borba sa inicijalnim greškama, ofseta, referenata,
-borba sa termonaponima, i td i td...
Najlakše se obrađuju neki srednji opsezi, npr. naponi reda 1V do 100V i struje reda 100uA do 1A.
To su malo zahtevni opsezi zato što nisu mnogo redova veličine daleko od punog ulaznog opsega boljih ADC i sami sporedni efekti nisu bitan deo signala.
Proširenjem opsega koji je potrebno meriti, na gore ili na dole, sporedni efekti postaju značajan deo signala i počinje i borba protiv njih.
-kod malenih napona ili struja, sporedni efekti od šuma i termonapona, kao i vatnog opterećenja pasivnih i aktivnih elemenata postaju veoma značajan deo merenog signala.
-kod visokih napona ili struja, efekti parazitnih curenja i korona efekti, kao i masivna discipacija, naravno i izrada samih komponenti, postaju problematične stvari.
Ponekad se koriste vrlo indirektna merenja električnih veličina, putem optike ili akustičnih efekata i slično tome, samo zato što se na taj način mogu izbeći neki teško rešivi problemi merenja...
Ne moraš biti analogni guru, ali biće ti ipak neophodno da proučiš te front end sklopove jer se kao programer prilično često moraš pozabaviti nekim merenjem koje je van normalnog opsega tvog ADC.
Odgovore oko te oblasti možeš najlakše naći u veoma bogato pravljenim datasheets starijih i valjanih firmi od kojih već dugo neke ne postoje ali se literatura i dalje može naći.
To su na primer datasheets boljih op amps (jer se uglavnom oni i koriste za front end nekog ADC) od firmi poput: Burr Brown, National, Motorola, Analog Devices, LT...
Generalno praktična primena op-amps sa masom aplikacija. Već u datasheet od National, za nešto tipa običnog LM324 možeš naći brdo rešenja za dosta tih načina merenja.
Dublji nivo proučavanja istih stvari se postiže vrlo pažljivim proučavanjem service manuals od nekih moćnijih mernih instrumenata svetskog kalibra, i traženjem razloga zašto je neko baš tu komponentu baš tu stavio, kao i sagledavanje fizičke građe i razjašnjavanjem samom sebi zašto baš tako.
Naravno, poslednja i konačna faza proučavanja se dostiže kada se baviš baš metrologijom i srećeš sa problemima koje rešavaš.
---------------------------------
Digitalni svet nije i ne može biti izolovan od analognog sveta, niti će ikad potpuno i biti.
Trend je poslednjih deceniju ili više da se sve što je moguće digitalizovati, odmah digitalizuje.
Prve "žrtve" su bile audio i video signali, a sad je to već u području radio signala reda GHz.
Samo ne treba zaboraviti nikada da ma kojom rezolucijom i ma kojom brzinom semplovan neki analogni signal, nikad neće biti u potpunosti slika originala, već samo upotrebno dovoljna kopija te veličine.
Analogna (promenljiva) veličina jednostavno ima bezbroj mogućih tačaka i to je tačka na tu temu.
Porastom tehnološkog nivoa digitalizacije, svaki čas se utvrđuje da prethodna generacija istih stvari ipak nije bila potpuno "upotrebno dovoljna" i stalno se juri ka bržem semplovanju i većoj rezoluciji, kao i tehnikama interpolacije na osnovu predviđanja trenda signala.
To je trka bez kraja jer je broj koji opisuje beskonačnost nemoguće ikad dostići, jedino če to "upotrebno dovoljno" biti vremenom sve bolje i bliže originalnoj vrednosti...
Na kraju krajeva, današnji superbrzi procesori imaju signale koji su sve drugo samo ne potpuno digitalni.
Talasni oblik digitalne informacije je nalik analognim signalima iz RF oblasti, tj. nešto što bi trebalo da "glumi" pravougaoni signal, a ima vrlo vidljive eksponencijalne tranzijenta koji okupiraju po 1/3 ukupnog perioda talasnog oblika.
Dakle, ponovo se vraćaju svojoj analognoj pramajci :-)
Čitave dve-tri decenije se jurila brzina rada digitalnih stvari i to je već sasvim blizu moguće ostvarive brzine.
Radi toga su žrtvovani nivoi napajanja i pojavila se potreba za gomilom translatora nivoa jer moderna jezgra rade na primer na 0.6V i 100A struje, odakle bi kao trebalo da zaključimo da je to normalan trend.
Da li je baš to nalik dobrom trendu?
Još malo pa će se jezgra napajati pomoću termonaponskih izvora koji proizvode koju stotinu mV i koju stotinu ampera struje.
Naložiš lepo vatricu da bi napajao besno brzo jezgro :-)
Moja predviđanja su da sada već sledi maksimalna težnja ka paralelovanju sistema radi dovoljnog, odnosno tehnologija će se umesto dosadašnjeg trenda "vertikalnog" širenja, "horizontalno" širiti radi performansi. "Vertikalno" širenje je blizu svog konačnog limita.
He he, a u prirodi je to još mnogo pre nas sasvim uspešno rešeno brzinama rada koje se mere stotinama herca svega.
A ne može se reći da biološki mozgovi loše rade i da ne funkcionišu neprestano tako složeni automatski sistemi gde smo sa svom silom od nauke samo malo zagrebali po površini onog što sačinjava živi svet.
Sve smo do sada pokrali iz sveta koji nas okružuje i malo uobličili na svoj nakaradni način.
Kao ljudska vrsta ne umemo lepo ni da ukrademo od tih briljantnih sistema koji nas okružuju, a koji su u jedan isti mah tako neverovatno složeni i tako neverovatno jednostavni...
Pozz
|
Re: hal senzor, 1mA DC, precizan
, retko kome svakodnevno iskrsavaju potrebe za ultrapreciznim merenjima, ili aplikacijama.
