-
![[image]](https://www.balancer.ru/cache/sites/f/o/forum.allsiemens.com/files/128x128-crop/__315_641.jpg)
Проблема с высотомером: неправильные показания.
Теги:
kamenik
kamenik
новичок
zyxman, Вы по-моему занялись "ловлей блох". В контексте данной схемы и топологии платы это абсолютно лишнее. Какие там милиомы с микровольтами? Из "силовых" цепей я видел только светодиод. Топология земли на критическом участке от датчик до МК выполнена правильно, максимально короткими дорожками, не на участке с интенсивными цифровыми помехами. В качестве антенн сантиметровые дорожки тоже не рассматриваются, т.к все-таки полоса пропускания АЦП 7кГц, а не ГГц... Все остальные петли и загогулины, могут, теоретически повлиять на стабильность работы в условиях интенсивных эм помех, однако Вы сильно драматизируете. Блокировочные кондеры по питанию и утолщение земляной шины с этим справятся. Для примера приведу картинку правильной и неправильной топологии. У Serge 77 - правильно. Красным обзначен "критический" участок, который должен быть максимально коротким и не являться частью пути к другим потребителям. Резисторы обозначают сопротивление дорожек, в т.ч. реактивное.
инфо
инструменты
kamenik
новичок
Я тут в качестве упражнения плату нарисовал по этой схеме, вроде правильно. может кто сделает? Могу gerber-файлы выложить, если надо.
zyxman
kamenik> zyxman, Вы по-моему занялись "ловлей блох". В контексте данной схемы и топологии платы это абсолютно лишнее. Какие там милиомы с микровольтами?
Вы вероятно не понимаете контекста - мы наоборот тут пытаемся добавить правильных блох в правильном месте, и я всего-лишь объясняю популярным языком о размножении и приручении высокотехнологических блох
И в этом контексте тут может быть смысл наоборот эту цепочку от датчика до АЦП "намотать" в несколько кругов вокруг всех самых шумных мест!
Я даже думаю насчет сделать систему чтобы вся цифра на схеме питалась через одну обмотку трансформатора, а провод от датчика до АЦП шел через другую - повышающую обмотку этого-же трансформатора
Но вот пока никак не придумаю, как можно сделать чтобы такая система была надежно повторима, без приборов и без настройки..
Вы вероятно не понимаете контекста - мы наоборот тут пытаемся добавить правильных блох в правильном месте, и я всего-лишь объясняю популярным языком о размножении и приручении высокотехнологических блох
И в этом контексте тут может быть смысл наоборот эту цепочку от датчика до АЦП "намотать" в несколько кругов вокруг всех самых шумных мест!
Я даже думаю насчет сделать систему чтобы вся цифра на схеме питалась через одну обмотку трансформатора, а провод от датчика до АЦП шел через другую - повышающую обмотку этого-же трансформатора
Но вот пока никак не придумаю, как можно сделать чтобы такая система была надежно повторима, без приборов и без настройки..
Это сообщение редактировалось 27.04.2009 в 02:51
kamenik
новичок
zyxman> И в этом контексте тут может быть смысл наоборот эту цепочку от датчика до АЦП "намотать" в несколько кругов вокруг всех самых шумных мест!
zyxman> Я даже думаю насчет сделать систему чтобы вся цифра на схеме питалась через одну обмотку трансформатора, а провод от датчика до АЦП шел через другую - повышающую обмотку этого-же трансформатора
zyxman> Но вот пока никак не придумаю, как можно сделать чтобы такая система была надежно повторима, без приборов и без настройки..
При таком методе повторимость под большим вопросом. Покритикуйте-ка лучше идею с логарифмированием. Я тут набросал табличку в экселе, как это примерно должно работать. Коэффициенты хитро подобраны для наглядности. Смотреть на столбцы B, D, J. Получилось, что при 10-битном АЦП "высота" LSB на земле будет около 0,6 м; на высоте 10км ~ 75м. Жизнеспособность идеи под вопросом, т.к. предполагаю сильную метеозависимость и сложность калибровки.
zyxman> Я даже думаю насчет сделать систему чтобы вся цифра на схеме питалась через одну обмотку трансформатора, а провод от датчика до АЦП шел через другую - повышающую обмотку этого-же трансформатора
zyxman> Но вот пока никак не придумаю, как можно сделать чтобы такая система была надежно повторима, без приборов и без настройки..
При таком методе повторимость под большим вопросом. Покритикуйте-ка лучше идею с логарифмированием. Я тут набросал табличку в экселе, как это примерно должно работать. Коэффициенты хитро подобраны для наглядности. Смотреть на столбцы B, D, J. Получилось, что при 10-битном АЦП "высота" LSB на земле будет около 0,6 м; на высоте 10км ~ 75м. Жизнеспособность идеи под вопросом, т.к. предполагаю сильную метеозависимость и сложность калибровки.
kamenik
новичок
И еще кстати, есть такая штука как температурный градиент атмосферы, которая естественно влияет и на барический градиент. Явление это малопрогнозируемое, т.к. зависит от множества таких же малопрогнозируемых факторов, и вряд ли поддастся учету в приборе. Измерять температуру за бортом ради поправки тоже просто так не получится. Это я о бессмысленности высокого разрешения АЦП при реальных измерениях высоты. 5-10% погрешности, я думаю на это стоит ориентироваться прежде всего. Так что 10 бит - хватит за глаза..
kamenik
новичок
В этом свете получается, что никакие прирученные блохи не требуются, ибо погоды не сделают. Температурный градиент, эжекция, дрейф параметров элементов схемы, напряжение питания и бог его знает какая еще вылезет "неучтенка" - все это ставит под вопрос достоверность полученных данных.
Мне кажется, стоит остановиться на программной регулировке верхнего предела шкалы. Высотомер делать единой конструкции для всех ракет, а калибровочные константы для разных шкал (лифтовых или высокоорбитальных) загружать в ЕЕПРОМ непосредственно перед стартом, а в фирмваре высотомера предусмотреть загрузку этих констант при инициализации.
Мне кажется, стоит остановиться на программной регулировке верхнего предела шкалы. Высотомер делать единой конструкции для всех ракет, а калибровочные константы для разных шкал (лифтовых или высокоорбитальных) загружать в ЕЕПРОМ непосредственно перед стартом, а в фирмваре высотомера предусмотреть загрузку этих констант при инициализации.
kamenik> занялись "ловлей блох".
Я бы так не утверждал.
Производится профессиональный анализ причин нештатного поведения высотомера.
Читаю с удовольствием, буду повторять высотомер с учетом новых знаний.
Что хочу добавить - измерение высоты в 10 км. с погрешностью 1 метр барометрическим методом вряд ли возможно. Разрешение в 1 метр - получится,
а приведенная погрешность будет побольше из-за нестационарности атмосферы.
Я бы так не утверждал.
Производится профессиональный анализ причин нештатного поведения высотомера.
Читаю с удовольствием, буду повторять высотомер с учетом новых знаний.
Что хочу добавить - измерение высоты в 10 км. с погрешностью 1 метр барометрическим методом вряд ли возможно. Разрешение в 1 метр - получится,
а приведенная погрешность будет побольше из-за нестационарности атмосферы.
zyxman> Ну 3 резистора, надеюсь, еще можно добавить?
Можно. А трансформатор не хочу.
Можно. А трансформатор не хочу.
Xan
kamenik>> занялись "ловлей блох".
Ckona> Я бы так не утверждал.
Ckona> Производится профессиональный анализ причин нештатного поведения высотомера.
По отношению к обсуждаемому высотомеру - именно ловля блох.
Схема простая, слаботочная, разрешение АЦП низкое.
Ну и главное - есть же результаты измерений. Там видно, что шумы гораздо меньше LSB.
Ну и простенький, но эффективный совет вообще:
Всегда делать платы с односторонней разводкой на двухстороннем стеклотекстолите и вторую сторону делать землёй.
Земляная плоскость очень хороша от наводок, как внешник, так и внутренних.
Соединять её с землёй схемы можно в одной точке, а можно и во многих. Можно вообще всю землю через переходы с паяными проволочками развести.
Ckona> Я бы так не утверждал.
Ckona> Производится профессиональный анализ причин нештатного поведения высотомера.
По отношению к обсуждаемому высотомеру - именно ловля блох.
Схема простая, слаботочная, разрешение АЦП низкое.
Ну и главное - есть же результаты измерений. Там видно, что шумы гораздо меньше LSB.
Ну и простенький, но эффективный совет вообще:
Всегда делать платы с односторонней разводкой на двухстороннем стеклотекстолите и вторую сторону делать землёй.
Земляная плоскость очень хороша от наводок, как внешник, так и внутренних.
Соединять её с землёй схемы можно в одной точке, а можно и во многих. Можно вообще всю землю через переходы с паяными проволочками развести.
kamenik> Покритикуйте-ка лучше идею с логарифмированием.
Критикую: нафиг не надо.
Это дополнительные аналоговые элементы, которые любят плыть.
Повторюсь: Лучше переводить в цифру как можно более первичные сигналы, а обрабатывать их можно на компе более правильными алгоритмами.
Критикую: нафиг не надо.
Это дополнительные аналоговые элементы, которые любят плыть.
Повторюсь: Лучше переводить в цифру как можно более первичные сигналы, а обрабатывать их можно на компе более правильными алгоритмами.
Xan>> То есть, точности сглаживание не добавляет, только делает визуальную красоту.
Serge77> Atmel пишет, что добавляет.
Тут две правды:
Если сигнал используется в самом устройстве (принимаются какие-то решения on-line), то часто устройство работает со сглаживанием гораздо лучше.
Если сигнал обрабатывается на компе, то лучше наоборот, никак не изменять его в устройстве, чтоб не портить. Комп - гораздо более мощное и удобное средство обработки данных, чем МК.
Serge77> Atmel пишет, что добавляет.
Тут две правды:
Если сигнал используется в самом устройстве (принимаются какие-то решения on-line), то часто устройство работает со сглаживанием гораздо лучше.
Если сигнал обрабатывается на компе, то лучше наоборот, никак не изменять его в устройстве, чтоб не портить. Комп - гораздо более мощное и удобное средство обработки данных, чем МК.
kamenik>> Покритикуйте-ка лучше идею с логарифмированием.
Xan> Критикую: нафиг не надо.
Xan> Это дополнительные аналоговые элементы, которые любят плыть.
Зато блохи будут размером с африканского слона! - Правильный мужской размер!
Кстати, на всякий случай маленькая справочка: в схемах с большой битовостью (как 16-битовый АЦП, например) и с необходимостью абсолютных измерений, довольно типично, когда аналоговая часть регулярно калибруется по прецизионному калибру. То есть буквально на входе стоит аналоговый коммутатор, и периодически вместо настоящего сигнала подключается калибр и определяется поправка.
Xan> Критикую: нафиг не надо.
Xan> Это дополнительные аналоговые элементы, которые любят плыть.
Зато блохи будут размером с африканского слона! - Правильный мужской размер!
Кстати, на всякий случай маленькая справочка: в схемах с большой битовостью (как 16-битовый АЦП, например) и с необходимостью абсолютных измерений, довольно типично, когда аналоговая часть регулярно калибруется по прецизионному калибру. То есть буквально на входе стоит аналоговый коммутатор, и периодически вместо настоящего сигнала подключается калибр и определяется поправка.
kamenik
новичок
Xan>>> То есть, точности сглаживание не добавляет, только делает визуальную красоту.
Serge77>> Atmel пишет, что добавляет.
Xan> Тут две правды:
Xan> Если сигнал используется в самом устройстве (принимаются какие-то решения on-line), то часто устройство работает со сглаживанием гораздо лучше.
Xan> Если сигнал обрабатывается на компе, то лучше наоборот, никак не изменять его в устройстве, чтоб не портить. Комп - гораздо более мощное и удобное средство обработки данных, чем МК.
Xanнасколько я понял Serge77 пытается не "сгладить" сигнал для красоты, а объективно повысить разрядность АЦП методом "оверсемплинга" как пишут в аппноуте, - ссылку он ранее приводил. В идеале ожидается 13-битное разрешение, однако повторюсь, что считаю это лишним, 10 бит - достаточно при правильно выбранном пределе измерений. А игры с подмешиванием шумов чреваты низкой повторяемостью устройства.
Serge77>> Atmel пишет, что добавляет.
Xan> Тут две правды:
Xan> Если сигнал используется в самом устройстве (принимаются какие-то решения on-line), то часто устройство работает со сглаживанием гораздо лучше.
Xan> Если сигнал обрабатывается на компе, то лучше наоборот, никак не изменять его в устройстве, чтоб не портить. Комп - гораздо более мощное и удобное средство обработки данных, чем МК.
Xanнасколько я понял Serge77 пытается не "сгладить" сигнал для красоты, а объективно повысить разрядность АЦП методом "оверсемплинга" как пишут в аппноуте, - ссылку он ранее приводил. В идеале ожидается 13-битное разрешение, однако повторюсь, что считаю это лишним, 10 бит - достаточно при правильно выбранном пределе измерений. А игры с подмешиванием шумов чреваты низкой повторяемостью устройства.
kamenik
новичок
zyxman> Зато блохи будут размером с африканского слона! - Правильный мужской размер!
zyxman> Кстати, на всякий случай маленькая справочка: в схемах с большой битовостью (как 16-битовый АЦП, например) и с необходимостью абсолютных измерений, довольно типично, когда аналоговая часть регулярно калибруется по прецизионному калибру. То есть буквально на входе стоит аналоговый коммутатор, и периодически вместо настоящего сигнала подключается калибр и определяется поправка.
Здесь абсолютная величина не важна, т.к. известно "опорное" давление на стартовой площадке.
По теме: Схема простейшая, надежная, работает, как теперь выяснилось, стабильно (даже слишком). Зачем городить огород с блохами? Максимум, что стоит сделать, так это ввести регулировку предела измерений, потребуется минимальная доработка (пару резисторов), писал об этом выше.
Теперь метрология. Ожидаемая высота полета, к примеру, 700м; Перед запуском настраиваем высотомер на предел 1000м; получаем ошибку квантования 1м, что составит 1,4Е-3 от макс. измеряемой величины. Неужели мало? Напомню, что предполагаем случайную погрешность около 5Е-2. Разница больше чем на порядок. У земли, понятно, относительная ошибка квантования будет больше, но абсолютная-то все равно 1м.
zyxman> Кстати, на всякий случай маленькая справочка: в схемах с большой битовостью (как 16-битовый АЦП, например) и с необходимостью абсолютных измерений, довольно типично, когда аналоговая часть регулярно калибруется по прецизионному калибру. То есть буквально на входе стоит аналоговый коммутатор, и периодически вместо настоящего сигнала подключается калибр и определяется поправка.
Здесь абсолютная величина не важна, т.к. известно "опорное" давление на стартовой площадке.
По теме: Схема простейшая, надежная, работает, как теперь выяснилось, стабильно (даже слишком). Зачем городить огород с блохами? Максимум, что стоит сделать, так это ввести регулировку предела измерений, потребуется минимальная доработка (пару резисторов), писал об этом выше.
Теперь метрология. Ожидаемая высота полета, к примеру, 700м; Перед запуском настраиваем высотомер на предел 1000м; получаем ошибку квантования 1м, что составит 1,4Е-3 от макс. измеряемой величины. Неужели мало? Напомню, что предполагаем случайную погрешность около 5Е-2. Разница больше чем на порядок. У земли, понятно, относительная ошибка квантования будет больше, но абсолютная-то все равно 1м.
kamenik
новичок
Почему-то не могу редактировать свои сообщения.
В предыдущем посте вместо "случайная погрешность" следует читать - "суммарная погрешность".
В предыдущем посте вместо "случайная погрешность" следует читать - "суммарная погрешность".
kamenik> Максимум, что стоит сделать, так это ввести регулировку предела измерений, потребуется минимальная доработка (пару резисторов), писал об этом выше.
Наверно я что-то пропустил. Как это сделать?
Наверно я что-то пропустил. Как это сделать?
Давайте не уходить от основного вопроса -
почему высотомер-2 дает нестабильные показания при переносе на 2 метра вверх-вниз ?
с переходом на второй:
как сделать, чтобы 10 (100) экземпляров устройства работали стабильно и давали одинаковый характер показаний ?
почему высотомер-2 дает нестабильные показания при переносе на 2 метра вверх-вниз ?
с переходом на второй:
как сделать, чтобы 10 (100) экземпляров устройства работали стабильно и давали одинаковый характер показаний ?
kamenik
новичок
Serge77> Наверно я что-то пропустил. Как это сделать?
Проблема с высотомером: неправильные показания. [kamenik#27.04.09 04:50]
Сделать вход АЦП дифференциальным, между датчиком и входом делитель (условие V in max<2.5В) Коэффициент усиления крутить программно.
Проблема с высотомером: неправильные показания. [kamenik#27.04.09 04:50]
Сделать вход АЦП дифференциальным, между датчиком и входом делитель (условие V in max<2.5В) Коэффициент усиления крутить программно.
kamenik
новичок
Цитирую сам себя
kamenik> Мне кажется, стоит остановиться на программной регулировке верхнего предела шкалы. Высотомер делать единой конструкции для всех ракет, а калибровочные константы для разных шкал (лифтовых или высокоорбитальных) загружать в ЕЕПРОМ непосредственно перед стартом, а в фирмваре высотомера предусмотреть загрузку этих констант при инициализации.
kamenik> Мне кажется, стоит остановиться на программной регулировке верхнего предела шкалы. Высотомер делать единой конструкции для всех ракет, а калибровочные константы для разных шкал (лифтовых или высокоорбитальных) загружать в ЕЕПРОМ непосредственно перед стартом, а в фирмваре высотомера предусмотреть загрузку этих констант при инициализации.
Ckona> почему высотомер-2 дает нестабильные показания при переносе на 2 метра вверх-вниз ?
Этот вопрос решён.
Если атмосферное давление таково, что попадает на полку, то и получаем полку, почти никаких изменений на графике.
А если попадаем между полками, там наклон графика гораздо круче, чем изменение давления, поэтому при подъёме на 2 м получаем 8.
Ckona> как сделать, чтобы 10 (100) экземпляров устройства работали стабильно и давали одинаковый характер показаний ?
Да уже всё стабильно. Но хочется более гладко.
Этот вопрос решён.
Если атмосферное давление таково, что попадает на полку, то и получаем полку, почти никаких изменений на графике.
А если попадаем между полками, там наклон графика гораздо круче, чем изменение давления, поэтому при подъёме на 2 м получаем 8.
Ckona> как сделать, чтобы 10 (100) экземпляров устройства работали стабильно и давали одинаковый характер показаний ?
Да уже всё стабильно. Но хочется более гладко.
kamenik> Сделать вход АЦП дифференциальным, между датчиком и входом делитель (условие V in max<2.5В) Коэффициент усиления крутить программно.
Я плохо понял, давай на примере.
Допустим, летим на 1 км, при этом сигнал с датчика меняется (условно) с 4 до 3.5 В. Что нужно сделать?
Второй вариант: с 4 до 2 В. Что тут делать?
Я плохо понял, давай на примере.
Допустим, летим на 1 км, при этом сигнал с датчика меняется (условно) с 4 до 3.5 В. Что нужно сделать?
Второй вариант: с 4 до 2 В. Что тут делать?
kamenik
новичок
Ckona> Давайте не уходить от основного вопроса -
Ckona> почему высотомер-2 дает нестабильные показания при переносе на 2 метра вверх-вниз ?
потому что ошибка квантования АЦП соответствует ~10м высоты.
Ckona> с переходом на второй:
Ckona> как сделать, чтобы 10 (100) экземпляров устройства работали стабильно и давали одинаковый характер показаний ?
Сделать настройку пределов измерения. Не мутить с оверсемплингом с помощью непредсказуемых шумогенераторов. Если очень хочется большого разрешения - ставить внешний АЦП.
Ckona> почему высотомер-2 дает нестабильные показания при переносе на 2 метра вверх-вниз ?
потому что ошибка квантования АЦП соответствует ~10м высоты.
Ckona> с переходом на второй:
Ckona> как сделать, чтобы 10 (100) экземпляров устройства работали стабильно и давали одинаковый характер показаний ?
Сделать настройку пределов измерения. Не мутить с оверсемплингом с помощью непредсказуемых шумогенераторов. Если очень хочется большого разрешения - ставить внешний АЦП.
kamenik>> Сделать вход АЦП дифференциальным, между датчиком и входом делитель (условие V in max<2.5В) Коэффициент усиления крутить программно.
Serge77> Я плохо понял, давай на примере.
Serge77> Допустим, летим на 1 км, при этом сигнал с датчика меняется (условно) с 4 до 3.5 В. Что нужно сделать?
Serge77> Второй вариант: с 4 до 2 В. Что тут делать?
1. Воткнуть в схему LM431 и два резистора. Эти три детали (LM431 бывает в корпусе SOT-23) обеспечат сдвиг уровня, скажем, на 2 вольта ровно. Тогда можно будет переключиться на внутренний опорник и увеличить чувствительность вдвое (т.е. даже без шума и усреднения один квант будет вдвое меньше)
2. Этот сдвигатель уровня обеспечит (о чудо!) источник "настоящего" шума, случайного, с правильным спектром, что позволит ввести увеличение разрядности.
3. Если это неприемлемо, надо возвращаться к старой схеме.
Serge77> Я плохо понял, давай на примере.
Serge77> Допустим, летим на 1 км, при этом сигнал с датчика меняется (условно) с 4 до 3.5 В. Что нужно сделать?
Serge77> Второй вариант: с 4 до 2 В. Что тут делать?
1. Воткнуть в схему LM431 и два резистора. Эти три детали (LM431 бывает в корпусе SOT-23) обеспечат сдвиг уровня, скажем, на 2 вольта ровно. Тогда можно будет переключиться на внутренний опорник и увеличить чувствительность вдвое (т.е. даже без шума и усреднения один квант будет вдвое меньше)
2. Этот сдвигатель уровня обеспечит (о чудо!) источник "настоящего" шума, случайного, с правильным спектром, что позволит ввести увеличение разрядности.
3. Если это неприемлемо, надо возвращаться к старой схеме.
А.С.> 1. Воткнуть в схему LM431 и два резистора. Эти три детали (LM431 бывает в корпусе SOT-23)
Этот корпус по величине как все, что там уже есть. Как-то некрасиво.
А.С.> 2. Этот сдвигатель уровня обеспечит (о чудо!) источник "настоящего" шума, случайного
Он такой шумный, что сам даст шум больше 0.1% от сигнала?
Этот корпус по величине как все, что там уже есть. Как-то некрасиво.
А.С.> 2. Этот сдвигатель уровня обеспечит (о чудо!) источник "настоящего" шума, случайного
Он такой шумный, что сам даст шум больше 0.1% от сигнала?
Простите за тугодумие - прошу подвердить(да/нет) мое "понимание" :
причиной нестабильных показаний В2 и различий между В1 и В2
является неконтролируемый (т.е."дешевый") источник шума,
с помощью которого снимаются скачки квантования в 10-разрядном АЦП
за счет усреднения по 64-м отсчетам.
При более грубых измерениях - в пределах значащих разрядов АЦП -
обе схемы работают нормально и правильно.
причиной нестабильных показаний В2 и различий между В1 и В2
является неконтролируемый (т.е."дешевый") источник шума,
с помощью которого снимаются скачки квантования в 10-разрядном АЦП
за счет усреднения по 64-м отсчетам.
При более грубых измерениях - в пределах значащих разрядов АЦП -
обе схемы работают нормально и правильно.
Copyright © Balancer 1997..2024
Создано 24.04.2009
Связь с владельцами и администрацией сайта: anonisimov@gmail.com, rwasp1957@yandex.ru и admin@balancer.ru.
Создано 24.04.2009
Связь с владельцами и администрацией сайта: anonisimov@gmail.com, rwasp1957@yandex.ru и admin@balancer.ru.
