LINUX.ORG.RU

PGA своими руками, как?

 


0

3

Есть аналого-цифровая схема. У неё дифференциальный вход: 2 операционника, плюсовыми входами наружу. Операционник очень хорош и прям под задачу: очень низкий уровень собственных шумов в полосе до 1 Гц. Но просто впаять ему резисторы в обратную связь нельзя, потому что требуется настраиваемый коэффициент усиления. Вобщем, нужно сделать из него PGA (программируемый усилитель).

Засандалить в обратную связь цифровой потенциометр — идея хорошая и дешёвая, но не катит. Потому что на 2 плеча придётся поставить 2 потенциометра. И из-за большого разброса параметров пострадает подавление синфазной помехи: она из синфазной превратится в дифференциальную и будет усилена.

Взять какой-то готовый PGA тоже нельзя, потому что все они отстой. Шумы у них адские, а речь идёт о чувствительности в десятки нановольт.

Пока смотрю в сторону прецезионной r-2r сборки + mux + latch по spi. Но колхозить всё это из рассыпухи не хочется, а хочется некое готовое решение в одном корпусе. Цена вопроса роли не играет, заказчик богатый (это наше с вами государство). Зато играет миниатюрность (это его требование) и сроки (ещё более жёсткое требование).

Вобщем, вопрос такой. Где бы найти нечто, что можно было бы поставить в обратную связь операционнику. И чтобы оно было с точностью не хуже 0,1%. И чтобы им рулить программно. И чтобы в мелком корпусе. Может кто знает название продукта. Или хотя бы подскажет поисковый запрос для гугла? То что мне удалось нагуглить по resistor network/ladder — это не готовое решение. При том что я знаю, что в совдепии подобные штуки были, причём с точностью 0,02%.

★★

..а после операционников сразу дифф. АЦП идёт?

lmx2315 ()
Ответ на: комментарий от lmx2315

Глянул твой удалённый коммент и понял, что требуются пояснения. Регулировать усиление нужно не потому что это чей-то бзик, а потому что не хватает мгновенного динамического диапазона. У нас он весьма приличный — около 130 дБ. Но этого всё равно мало, нужна АРУ. Т.е. нужно сделать мгновенный динамический диапазон равным полному. Который, разумеется, должен быть больше мгновенного.

Специфика выполнения работ по геологии методом электроразведки в том, что сигнал слишком быстро затухает с расстоянием. Т.е. нужно и очень большой сигнал и очень маленький, но не одновременно. Прибор должен настраивать себя в процессе работы. Прибор работает долго и автономно, человек с паяльником тут не катит. Отсюда и тема.

nobody ★★ ()
Ответ на: комментарий от nobody

Просто , у вас очень низкочастотные и узкополосные сигналы, по идее имхо - там любой динамический диапазон можно вытянуть только за счёт передискретизации на АЦП , можно было бы коэффициент усиления на входе и не трогать.

lmx2315 ()
Ответ на: комментарий от nobody

смотрю сигма-дельта АЦП у техаса , там уже встроеное переключение коэффициентов усиления есть.

lmx2315 ()
Ответ на: комментарий от lmx2315

Не катит. PGA у них есть, но плох. Слишком шумит в полосе до 1 Гц. По идее, должен быть чоппер, и он даже написан в даташите, но толку от него нет. То ли не реализован, то ли реализован криво — хз.

nobody ★★ ()
Ответ на: комментарий от lmx2315

Ну ты вообще-то прав. В идеале. Если бы мне сказали делать стационарку, то я бы пошёл именно этим путём. Просто повышаем тактовую модулятора и в ус не дуем. За счёт оверсэмплинга и хорошего цифрового фильтра вытаскиваем что угодно, хоть чёрта в ступе.

Но увы. У меня автономный прибор. И его потребление записано у меня в ТЗ.

nobody ★★ ()
Ответ на: комментарий от nobody

А сколько нужно вариантов усиления? Может если их немного всё сделать на ключах и операционниках с фиксированным усилением?

lmx2315 ()
Ответ на: комментарий от lmx2315

Не катит. Ключевое слово: миниатюризация. Если я тебе назову размеры платы, ты вообще скажешь, что это нереально :). Нужно всё-таки что-то в обратную связь, что было бы мелким по размеру, точным и регулируемым программно. Вдруг ты знаешь, или может быть слышал краем уха? Ну хоть что-нибудь, от чего можно было бы оттолкнуться?

nobody ★★ ()

130 дБ

Глянь на ADA4528-1/ADA4528-2 © (pdf) (130 дб, 97 нВ в полосе 0.1…10 Гц), пример реализации © (pdf).

Где бы найти нечто, что можно было бы поставить в обратную связь операционнику

Я когда-то применял 2-х затворные полевики, где 2 затвор обеспечивал АРУ, но для более высоких частот.
Ещё можно разбить динамический диапазон на 2 c параллельными каналами и разным усилением.

При том что я знаю, что в совдепии подобные штуки были, причём с точностью 0,02%.

Для военной сейсморазведки (координаты удалённых взрывов) были микросборки, которые «колхозили под мелкоскопом» с подгонкой резисторов лазером. Если на твоём «свечном заводике» есть ПЗ, помнящий совдепию, то спроси у него :)

quickquest ★★★★★ ()
Последнее исправление: quickquest (всего исправлений: 1)

Рассыпуха может наводвами тебе весь праздник обосрать.

Резистор же делается из моп-транзистора например.

ckotinko ★★☆ ()
Ответ на: комментарий от quickquest

Про ADA4528 я знаю. Собственно, они-то у меня и заложены. Пример реализации: ну там же по схеме просто резисторы, а мне надо рулить усилением. В этом и вопрос вообще-то. Если бы мне надо было резисторы впаять, я бы и вопросов тут не задавал.

Я когда-то применял 2-х затворные полевики, где 2 затвор обеспечивал АРУ, но для более высоких частот.

Схему бы... а то не очень понятно. Что там с сопротивлением в обратной связи? Может, поделишься ссылкой на схему?

Ещё можно разбить динамический диапазон на 2 c параллельными каналами и разным усилением.

Во-первых, разных усилений не 2, а как минимум 8 (хотя как по мне, так столько не нужно, но это в ТЗ написано). Во-вторых, не прокатит оно по габаритам — громоздко слишком. У меня плата предусилителей — 2х4 сантиметра. 4 канала, работающих одновременно (2-сторонний монтаж, разъёмы я в площадь не включил). Я тут могу немножко выторговать, и выторгую. Но немного.

Если на твоём «свечном заводике» есть ПЗ, помнящий совдепию, то спроси у него :)

Свечного заводика нет уж давно :). И вообще ничего нет. Даже нормоконтроля нет :). Есть ООО, директор которого как-то сумел залезть в госзаказ. Творится там ужас, ад и израиль. Чего только от нас не потребовали. Но, с другой стороны, кроме нас никого и нет. Остальные — американцы, а их уже нельзя, потому что импортозамещение (хотя и очень хочется, потому что откаты). И другие наши, которые ничего не умеют, но имеют _там_ волосатую лапу. Такие вот дела...

nobody ★★ ()
Ответ на: комментарий от nobody

Схему бы... а то не очень понятно. Что там с сопротивлением в обратной связи? Может, поделишься ссылкой на схему?

Я так понял - в качестве сопротивления применяется полевик, где на затвор подаётся запирающее напряжение которое регулирует сопротивление канала исток-сток , используемый в качестве сопротивления обратной связи.

lmx2315 ()
Ответ на: комментарий от lmx2315

Калибровать замахаемся. Разброс параметров жеж.

nobody ★★ ()
Ответ на: комментарий от nobody

зачем калибровать? У вас имхо относительные измерения .

lmx2315 ()
Ответ на: комментарий от lmx2315

А вот это интересная идея. Можно теоретически увеличить площадь за счёт высоты. Но, боюсь, прям сейчас на это никто не согласится. И первым против буду я. Потому что сроки. А с такой конструкцией нужно время на эксперименты. Но за идею — спасибо!

nobody ★★ ()
Ответ на: комментарий от lmx2315

Дык, все измерения относительные. У нас относительно опоры. Как это отменяет необходимость калибровки напряжения затвора?

nobody ★★ ()
Ответ на: комментарий от lmx2315

Там регистриться надо. Был акк, но пароль от него давно забыт. От лора-то недавно нашёл, и то случайно.

nobody ★★ ()
Ответ на: комментарий от ckotinko

Рассыпуха может наводвами тебе весь праздник обосрать.

наводвами

wtf?

Резистор же делается из моп-транзистора например.

Да не вопрос, из чего его делать. Он должен быть точным. Либо от природы, либо от калибровки.

nobody ★★ ()
Ответ на: комментарий от nobody

Схему бы... а то не очень понятно. Что там с сопротивлением в обратной связи?

Схемы нету, а на самом деле есть, если не выбросили, в архиве одного НИИ...

Там была в принципе стандартная схема ОУ в неинвертирующем включении с входным диф. каскадом типа б на дискретных, отобранных по шуму и согласованных полевиках.

АРУ обратной связи по 2 затвору обеспечивала лучшее согласование с нестандартным высокоомным ТВ датчиком в полосе 1 Гц ... 100 кГц. У тебя полоса ниже, поэтому я не уверен в нужности такого решения.

quickquest ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от quickquest

Там была в принципе стандартная схема ОУ в неинвертирующем включении с входным диф. каскадом типа б на дискретных, отобранных по шуму и согласованных полевиках.

Спасибо, глянул. Но сразу, при первом же взгляде: их там около десятка, это одно плечо одного канала. У меня 2 плеча на канал, каналов 4. Итого, 8 * 10 = нереал. Проще и дешевле поставить сборку + mux + latch. Но в любом случае — спасибо! (за участие).

АРУ обратной связи по 2 затвору обеспечивала лучшее согласование с нестандартным высокоомным ТВ датчиком в полосе 1 Гц ... 100 кГц. У тебя полоса ниже, поэтому я не уверен в нужности такого решения.

Да это всё роли вообще не играет, у меня АРУ программно реализована. Ей нужен только PGA. Более того, в случае электроразведки АРУ вообще не сделать аппаратно, потому что нужно учитывать постоянку на электродах (которая не совсем постоянка). Ну... не то чтоб совсем уж не сделать... Можно, наверно. Но программно это настолько проще и дешевле, что даже и говорить не о чем.

Вобщем, ещё раз спасибо, что уделил внимание. Ну а насчёт сохранилась ли в НИИ — если НИИ ещё живо, то сохранилось в архиве, за эт не переживай :). Более того, оно наверняка есть и в эл.виде. Помнится, нас всех где-то в нулевых обязывали переводить все свои (НИИшные) архивы в эл.вид. Так что всё там есть :).

nobody ★★ ()
Ответ на: комментарий от nobody

Более того, в случае электроразведки АРУ вообще не сделать аппаратно, потому что нужно учитывать постоянку на электродах (которая не совсем постоянка).

Спецы из отдела инфразвука переносили спектр от 0 Гц... в более высокочастотную область на аналогах МДМ ОУ а и уже там обеспечивали и диапазон и АРУ стандартными для ВЧ схемотехники средствами.

quickquest ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от quickquest

Не прокатит, потому что шумы. От нас затребовано 50 нВ чувствительности. Все знают, что это нереал, но где-то 70 нВ мы вытащим точно. А может и чуть ниже. Может и 60 нВ. В принципе, это где-то на грани реального для нас.

nobody ★★ ()
Ответ на: комментарий от nobody

извиняйте, писал с мобильника.

я не эксперт по рассыпухе, но on-die-termination делают как раз на моп-транзисторах. правда там ODT с подтяжкой в уровню. в вашем случае не подойдёт ибо моп надо нелинеен(я почитал тред). если у вас есть ЦАП то можно попытаться (хотя цап весьма потребляет). есть вариант конечно затвор мопа на кондер и мегаомным резистором на землю и через другой резистор токать иногда.

ckotinko ★★☆ ()

Решение нашлось. Если кому интересно, зовут его так: MAX5420/MAX5421. Усилений там всего 4, но заказчик, думаю, согласится. Потому что иначе придётся сгородить такой громоздкий огород, который никуда потом не влезет.

Всем поучаствовавшим — спасибо!

nobody ★★ ()

Может быть тебя нелинейный усилитель устроит? Если в цепь обратной связи операционника воткнуть 2 диода включенных встречно-параллельно, то усилитель получится со спадающей характеристикой усиления относительно уровня входного сигнала. И можно даже добиться плавно спадающей.

И все равно у тебя цифровой выход, линейность шкалы рояли не играет, не оперу же ж слушать.

anto215 ()
Ответ на: комментарий от nobody

я значит опоздал к великому обсуждению :(

навскидку вариант c управляемым сопротивлением в виде фоторезистивного оптрона (АОР124, например). Сопротивление фоторезистора зависит от тока через излучающий диод.

Другой вариант - полевой транзистор. На его характеристике есть участок, где сопротивление сток-исток почти линейно зависит от напряжения затвор-исток.

мож пригодится кагданить..

pfg ()
Закрыто добавление комментариев для недавно зарегистрированных пользователей (со score < 50)