Minua on turha tyhjästä kiittää, kunhan vähän huutelen täältä sivusta sekotan pakkaa. Kuuntele jmajaa niin saat hyvän. Antoi jo kaiken tarvittavan 
No niin, näillä ohjeilla pitäisi lähteä!
Harmi etten ollut huomannut katsoa 2410 datalehteä,
mielestäni paremmat selitykset ja esimerkit kuin 2440:n
osalla. Jos laitteet sinänsä “yhteensopivat” laatu- ja
nopeuseroa lukuunottamatta.
Taidan joka tapauksessa tehdä uuden piirilevyn,
siinä ei kauaa mene. Koetan 2410 datalehden esimerkki-
kytkentää nro 50, joka lienee simppelein mahdollinen.
Sain kuvan 50 simpperiversion kytkennän luultavasti toimimaan.
Vastuksen arvona 21.5 k 0,1% ja PT100. Mikäli oikein ymmärrän,
niin käyttöjännite=referenssi ei ole niin kriittinen? Paitsi että
vastusjaosta ulos tuleva jännite toki riippuu syöttöjännitteestä…
Ei kai haittaisi, jos sekin olisi stabiili.
Alkukalibroinnin tein korvaamalla PT100:n 100 ohmin 0,1% vastuksella,
ja asetin nollakohdan koodiin kovakoodattuna. Noin 20 asteessa
saan lukeman hieman alle 2000, joten resoluutio näyttäisi olevan
100 / 1 Celsius. Täytyy vielä keksiä keino asettaa toinen kalibraatio-
taso, vaikkapa tuonne +20 asteeseen, niin saisi skaalan suht. paikalleen.
Voisikohan yläkohdan kalibroinnissa käyttää kiinteää tarkkuusvastusta,
jonka arvo vastaisi PT100:n arvoa ko. lämpötilassa… ?
ADC:n käyttöjännite ei tarvitse olla sama kuin referenssi, MUTTA referenssi pitää ottaa vastuksista. Joko vain sen etuvastuksen yli tai sitten molempien. Noilla kahdella ei ole käytännön eroa. Jos kaikki on tehty kunnolla, et tarvitse kalibrointia PT100:n ilmoitetun tarkkuuden saavuttamiseksi. Saat PT100 vastuksen ja siten lämpötilan suoraan ADC-arvosta.
0,5*REF = 2^24. Olettaen, että olet käyttänyt kuvan 50 tapaa eli referenssi on 21,5 k jännitehäviö, pitäisi 100 ohmilla saada ADC-tulos 156067.
Vastaavasti 20 asteessa sinun pitäisi saada 107,79/(21500/2) *2^24 eli 168225. Toisin sanoen 24 bit resoluutio vastaa vajaata 0,002 C:tä. Mutta ei LTC2440 pysty 24bit resoluutioon, vaan siinä on hieman enemmän kohinaa parhaassakin tapauksessa ja hiemankin täydellisestä poikkeavalla piirilevysuunnittelulla kohinaa on 10-100-kertaisesti speksin 0,2uV nähden. Tarvitset enintään 1 uV kohinan 0,01C RMS resoluutioon. Tuolloin keskiarvostamatta lukemaa heittelee ±0,03 C 0,01 C keskihajonnalla ja ottamalla 10 lukeman keskiarvon heittely tippuu ±0,01C:hen. Mutta 1 uV kohina ei onnistu heittämällä.
Ohessa joitain lukemia, ensimmäisen rivin 1.737 on
keskihajonta (=kohina?). Tässä on laskettu keskiarvoa,
minä laittaisin lukemat (vaikka 100) talteen, järjestäisin,
ja ottaisin keskimmäisen… äärilukemat putoavat pois.
Mielestäni 1-2uV kohina ei paha, kun “lautana” on
PCB LTC2440:lle ja nippu johtoja… pitää vielä pistää
kaikki samalle PCB:lle.
Vastuksena tässä 25.5 k ja PT100 noin 22 asteessa…
lienevätkö lukemat järkeviä?
2.098, 14008.555, 6.295, 1.737, mVolts: 14.009
2.147, 14006.807, 7.278, 1.589, mVolts: 14.007
2.196, 14005.480, 9.318, 2.029, mVolts: 14.005
2.246, 14001.680, 5.311, 1.589, mVolts: 14.002
2.295, 14000.050, 7.303, 1.797, mVolts: 14.000
2.345, 13998.829, 6.638, 1.614, mVolts: 13.999
2.394, 13997.769, 6.491, 1.949, mVolts: 13.998
2.444, 13995.566, 7.474, 2.025, mVolts: 13.996
2.493, 13993.586, 7.327, 1.652, mVolts: 13.994
2.542, 13991.644, 7.598, 2.209, mVolts: 13.992
2.592, 13987.135, 8.802, 2.284, mVolts: 13.987
2.641, 13985.502, 7.106, 1.912, mVolts: 13.986
2.691, 13985.127, 7.277, 1.936, mVolts: 13.985
2.740, 13980.948, 8.261, 1.938, mVolts: 13.981
2.790, 13976.319, 10.031, 2.569, mVolts: 13.976Kysyisin vielä käytännön neuvoa LTC2240 piirilevyn suunnitteluun.
Protoa varten tein piirilevyn, johon juotin itse piirin kiinni ja
piikkirimat 8 + 8 molemmin puolin. Tämän saa tökättyä kiinni
koekytkentäalustaan.
Netissä näyttää olevan hiukka ristiriitaista tietoa maadoituksista.
Piirissä nastat 9-16 ovat digitaalipuolta ja 1-8 analogiaa.
Olisiko järkevää maadoittaa 1 ja 8 yhteen, ja 9 sekä 16 erikseen?
Joissain ohjeissa 1,8,9 ja 16 on vedetty yhteen piirilevyllä ja
tämä pinta maihin.
Kokeneempien vinkkejä kaivataan.
Maista ja virroista…
AVcc ja AGND ovat tosiaan analogiapuolelle. Jos teet perinteisen 12V sisään, konkka - 7805 -konkka powerin jonka perästä tulee Vcc, niin laita esimerkiksi toinen 7805 rinnalle ja anna sille vielä enempi kapasitassia, viritä jokin induktanssi suodattamaan jne. Tämä on AVcc
Noiden 7805 maajalat voit yhdistää. Se on hyvä paikka, sillä silloin maat ovat samalla tasalla tasan yhdessä pisteessä. Tämän jälkeen vedät jokaiselle Vcc:lle oman vedon tuosta teholähteestä ja samoin AVcc:n kanssa.
Copper pourit maahan ovat kivoja monessa mielessä. Kuitenkin itse olen suosinut yhden maaton taktiikkaa ja pouri on kiinni maassa vain tuossa regulaattorien maajaloissa. Eli maat ovat routattu yksittäin piireille.
Vielä viimeinen temppu on laittaa suotokonkat (A)Vcc:n ja (A)GND:n välille aivan piirin juurella ja sillä tasalla tasata virtaa. Sillä tavalla saa pienennettyä virtasilmukan pinta-alaa, joka syntyy käyttöjännitten kulkiessa piirille ja palatessa maahan. Iso silmukka on antenni, moottori ja varmaan kaikkea muutakin. Lisäksi nuo kulkevat aina itsellä vierekkäin.
Tämän kaiken tarkoitus on pitää digimaa ja analogiamaa erillään, jotta analogiamaassa ei ole pörinöitä. Analogia käyttiksen erottaminen on sama idea. Kun piiri ottaa pulsseina sähköä (tehoa kuluu vain kun transistorit vaihtavat tilaansa lataen tai purkaen hilakapasitanssiaan), analogiamaa pysyy puhtaana ja se ei vaikuta analogiapuolen toimintaan.
Mistä keksit, että tuossa olisi erilaisia maita? Datasheetissä puhutaan vain neljästä GND-pinnistä, jotka kaikki pitää kytkeä matalaimpedanssisesti maatasoon. Käytännössä tuo tarkoittaa, että piirin alla pitää olla maataso (=vähintään 2-puoleinen piirilevy, josta toinen puoli lähes pelkkää maata) ja pinnien lähellä pitää olla runsaasti läpivientejä siihen (via). Myös kaikkien muiden tasojen vapaat tilat täytetään maatasolla. Katso esimerkkiä Linearin omasta demolaudasta. En tiedä onko sellaista myös LTC2440:lle, mutta tässä on LTC2442:lle (sama nelikanavaisena): linear.com/search/search.php?q=dc979a . Avaa “Design File” ja katso läpi kaikki 4 tasoa + kytkentäkaavio. Huomaa, että tuossa on jopa AGND-niminen pinni, joka on heti kytketty yhteen viereisen GND-pinnin kanssa.
Mulla on tuo DC979A ja sillä tietysti pääsee valmistajan typical arvoihin eli äärimmäisen pieneen kohinaan. Omat piirilevyt ovat olleet 2-puolisia ja niillä olen välillä päässyt typicaleihin ja välillä kohinaa on ollut ~2-kertaisesti. Koskaan en ole erotellut anologisia ja digitaalisia maita lähelläkään ADC:tä, vaan vähintäänkin sen ympärillä on ollut reilu yhteinen maa.
Minäkin ihmettelen mihin kahta regulaattoria tarvitaan… ??
Mikäli jmajan vastausta ymmärrän, niin kannattaisi tehdä
2-puoleinen levy siten, että toiselle puolelle tinaa piirin,
ja toinen puoli olisi yhtenäinen kupari, johon poraa läpi-
vientireiät nastojen 1,8,9,16 kohdalle ja vie kontaktit
reiästä maatasoon. Samalla reikäsysteemillä voisi kai viedä
muutkin maahan menevät pinnit levyn toisen puolen maatasoon,
ja jättää piirin puoleiselle vain analogia sisääntulot ja digitaali-
pinnit. Menisiköhän tämä hyvin näin?
Teen piirilevyni keittiössä, joten kovin mutkikasta rakennelmaa
en pysty kotikonstein tekemään.
Hupsista.
Se toinen regulaattori olikin tuossa esimerkissäni 3.3V digitaalille ja toinen 5V oli analogiaromuille. Mistä siis lunttasin tuon kytkennän. Kyseessä oli siis audio DSP.
Mutta myös kuvaamasi järjestely mielestäni toimii. Nyt vilkaisin tuon malliratkaisun ja se on ihan fiksu myös. Pääasia on että ei ole isoja silmukoita, ja maat ovat yhdestä pisteestä sidottu ja käyttikset eivät ole vedetty viereisestä pinnistä nykäisty. Silloinhan ekan käyttiksen ottaessa virtaa, myös toisen jännite laskee ja kun se sitten ottaa virtaa pienen hetken myöhemmin, jännite onkin paljon alempana. Tuo kun bugaa, tietää korjauksen olevan hidasta ja hankalaa. En kuitenkaan usko sinun törmäävän tuohon, koska keittiössä harvemmin on niin kapeita viivoja, että päästää metastabiilin kautta bugituttaan kamppeita.
Jos piirilevyn tekeminen itse ei ole itseisarvo, suosittelisin tilaamaan. Tuollainen levy ei montaa euroa maksa sopivista paikoista tilattuna. Tietysti aikaa menee helposti muutama viikko.
Ei ole mitään kokemusta 2-puoleisen levyn tekemisestä kotona. Ehkä kotona tehtynä kuitenkin olisi parempi pysyä 1-puolisessa, jossa mahdollisimman paljon maata (käytä hyppylankoja, jotta maa ei pirstoudu liikaa)?
Vaikka maa onkin yhteinen suosittelen omaa regua tai ainakin suodatusta, jos samalla levyllä on myös prossu.
Asiallinen artikkeli tosiaan. En ole käyttänyt minkäänlaista maatason jakoa, vaikka tuossa mainitaan, että 14 bitin yläpuolella sitä tarvittaisiin. Uusimmassa piirilevyssäni on samalla piirilevyllä mikrokontrolleri, jossa ADC:n aikana aktiivinen SPI (ADC:n lisäksi 4 muuta SPI-luottevaa komponenttia), kaksi ADC:n aikana aktiivista UARTia ja virransyöttö tulee hakkurilla + sen jälkeisellä lineaariregulla. Lisäksi kahdessa piirissä on omat paikalliset hakkurit, jolla ne muodostavat tarvitsemansa huomattavasti korkeamman jännitteen. En ole mitannut tarkemmin, mutta ainakin kohina on niin pientä, että vähintään 18 bittia saa ulos (tarvitsen 15-16). Käyttämäni ulostuleva data on täysin kohinatonta, joten saattaisi tulla vielä monta bittiä lisääkin (tuossa käyttämäni ADC:lla voi saada 21 bittiä kohinan puolesta), jos vain lisäisin ulostulon tarkkuutta. ADC kuitenkin mittaa anturia, jossa on tuo ~15 bitin kohina speksin mukaan (pääsen hiukan parempaan).
Alussa nuo kaksi paikallista hakkuria sotki käyttöjännitettä niin, että sain vain 15 bittiä (12 bittiä anturista). Yleismittarilla AC:llä mitattuna ADC:n käyttöjänniteessä ja referenssissä oli 5 mV RMS kohinaa. Laitoin noiden hakkureiden syöttöön RC-suodattimen ja tein pari muutakin muutosta jännitteensyöttöön, joiden jälkeen käyttöjännitteen kohina oli 0,00 mV.
Moi
Ei piirilevyn itse tekeminen ole itseisarvo minulle. Mistäköhän
LTC2440-sopivan levyn voisi tilata, linkkejä? Odotteluunkin on
aikaa.
Kiinnostaisi tietää, millaisella kytkennällä pääset sanomaasi
kohinaan. Maltatko laittaa kytkentäkaaviota? En pääse kovin
hyviin kohinoihin “normaalilla” 5V LDO-regulla konkkineen.
Olen ottanut samasta regusta käyttöjännitteen Vcc ja Ref+.
Alhainen kohina vaatii kunnon piirilevyn. Kytkentäkaaviothan ovat hyvin yksinkertaisia ja esimerkit löytyvät datasheetistä. Piirilevyn suunnitteleminen kytkentäkaaviosta on sitten se tärkeämpi juttu. Katso mallia vaikka tuosta demolaudasta. Jos teet 2-puoleisen (kuten minä) huolehdi, ettet katko maatasoa vedoilla ja tee läpivienneillä etu- ja takapuolen maatasoista yhtenäinen verkko. Laita konkat mahdollisimman lähelle piirejä. Sopivat esimerkit omasta suunnittelustani ovat kaupallisia, joten en halua niitä julkistaa.
Oletko käyttänyt piirilevynsuunnitteluohjelmia? Ilmaisia löytyy ainakin Eaglen rajoitettu versio ja Kicad. Itse olen tilannut piirilevyt OSH Parkista, josta saa huippulaatua. Kiinasta saa hiukan halvemmalla, mutta ei tuokaan kallis ole, selvinnet 10-20 eurolla ja toimitus kestää 3-6 viikkoa. Lisämaksusta nopeammin, sillä perusposti Jenkeistä on tolkuttoman hidas.
Kiitos vinkeistä.
Teen kuitenkin vain “keittiössä” LTC2440-viritystä, meneeköhän
hyvin aiemmin kuvaamallani tavalla
“Mikäli jmajan vastausta ymmärrän, niin kannattaisi tehdä
2-puoleinen levy siten, että toiselle puolelle tinaa piirin,
ja toinen puoli olisi yhtenäinen kupari, johon poraa läpi-
vientireiät nastojen 1,8,9,16 kohdalle ja vie kontaktit
reiästä maatasoon. Samalla reikäsysteemillä voisi kai viedä
muutkin maahan menevät pinnit levyn toisen puolen maatasoon,
ja jättää piirin puoleiselle vain analogia sisääntulot ja digitaali-
pinnit.”
Varsinaisessa laitteessa, joka on kylläkin myös ei-kaupallinen,
olen päätynyt käyttämään TSic506 -anturia. Saa pistää piuhaan
ja antaa 0.1 C tarkkuudella todellisen lämpötilan: tuhannesosan
resoluutio ei ole itsetarkoitus.
Sinne maatasoon pitää siis viedä myös konkien maat ja regulaattorin ulostulo sekä tietysti se mitattava signaali. Kyllä sitä maatasoa olisi hyvä olla myös siellä toisella puolella ja nuo kaksi maatasoa pitäisi “neuloa” yhteen niillä läpivienneillä. Kuulostaa kovin työläältä kotona tehtäväksi, mutta en ole yrittänyt.
Kotitekoiset piirilevyt ovat olleet vain juovakuparoiduille reikälevyille tehtyjä ja niillä kohina on ollut 10-100 -kertaista, vaikka kytkentäkaavio olisi sama.
Perinteinen tapa, jota en ole kokeillut, on niin sanottu “dead bug”. Siinä komponentit laitetaan yhtenäisen kuparin päälle ylösalaisin ja kupari tietysti toimii maatasona. Ei kaunis, mutta kuulemma hyvin toimiva.
Jos oikeasti kaipaat hyvää suorituskykyä, käytä ihmeessä noita ilmaisia suunnittelutyökaluja ja teetä piirilevyt. Tosin se ei ole ihan pikkujuttu, jos aiempaa kokemusta ei ole. Minulla meni puolisen vuotta ensimmäisellä kerralla, mutta hyvä siitä tulikin. Tuo oli yli seitsemän vuotta sitten ja myyn ko. laitetta täysin alkuperäisenä edelleen.