Оцифровка температурного датчика

[toxxinus]

Доброго времени суток. Задача. Имеется контроллер mega8. На вход АЦП подключен датчик температуры(TC1047). Необходимо оцифровывать сигнал. Разрядность АЦП - 8бит(2 первых отбрасываю). Беда в том что при разрядности в 8 бит и при опорном напряжении 3В шаг оцифровки ~ 11мВ. А шаг сигнала с датчика 10мВ/градус. Хотелось бы получить шаг оцифровки хотя бы 5мВ на градус. Ну или еще немного поменьше.

Выхода нашел два:

• использовать все 10 бит АЦП(но чувствую из-за собственных помех контроллера все равно в них будет каша)
• снижать опорное напряжение до 1.2В(опосаюсь за помехи при таком маленьком напряжении)

Хотелось бы получить совета по данной проблеме.

P.S. Также полезны доводы в пользу цифровых датчиков, использованию отдельной микросхемы АЦП и т.д.

[alexgap]

Используйте 10 бит, все фильтры ставите в схему по даташиту. В программе вычисляйте среднее значение для большого количества отсчетов дискретизации.

Наслаждаетесь точным значением.

Я понимаю ваше сомнение, но проблемы как таковой нет — даже если будет помеха, то она будет устранена цифровым фильтром, вычисляющем среднее значение, ведь помехи симметричны по своей природе, так как передаются через электро-магнитное воздействие, то есть постоянной составляющей в них нет.

Более того, воздействие помех широкого частотного спектра совместно с усреднением может даже улучшать разрядность оцифровки сверх аппаратной разрядности АЦП.

Вот 3 пункта которые нужно учесть:

1. Фильтр для питания аналоговой части контроллера (AVCC). Может быть LC или RC типа. В даташите рекомендуют LC 100 мкГн + 0.1 мкФ
2. Конденсатор между AREF и AGND. Как минимум 0.1 мкФ.
3. Фильтр низких частот на входе АЦП. Обычно для медленных сигналов достаточно RC первого порядка с запасом по частоте среза. Максимально допустимая частота среза подчиняется теореме Нейквиста-Шеннона-Котельникова и равна половине частоты дискретизации. Если позволяет задача, то лучше фильтр брать с запасом, т.е. с частотой среза как можно ниже частоты теоретического предела. Резистор в фильтре рекомендую брать около 10 кОм, конденсатор высчитывается исходя из требуемой частоты среза. Этот же резистор будет защищать контроллер от электростатики если датчик температуры подводится длинным проводом или контактирует с силовыми элементами схемы.

Если использовать опорное напряжение для АЦП то лучше брать внутреннее 2.56 В, иначе будут сложности/удорожание из-за необходимости ставить дополнительный термо-стабильный источник опорного напряжения. Без такого источника просто не получите нужную точность в широком диапазоне температур. Также это зависит от применяемого датчика — он либо ориентируется на внутренне опорное напряжение либо на питание (последнее встречается чаще). Если он использует напряжение питания в качестве верхней точки отсчета, то тогда лучше взять это же напряжение в качестве опорного для АЦП.

Ваш датчик вроде бы использует внутреннее опорное.