AVRに基づいた趣味のオシロスコープ。オペアンプのノイズを除去する方法は?


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ATmega16マイクロコントローラーで趣味のオシロスコープを構築しています。主な問題は、信号の測定中に大量のノイズを受信することです。私はLF353アンプを使用して電圧をシフトしましたが、ノイズの原因であると思われます。

これはオペアンプを使用した回路図です。信号は「入力」に行き、「出力」はマイクロコントローラのADCピンに直接行きます。

回路図

そして、これはリード線が接続されていないときに私が得ている信号です:

信号


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電源周波数(通常は50Hzまたは60Hz)を拾う可能性はありますか?
ジッピー

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ATmega16パンフレットは、ADCピンを駆動するインピーダンスについて何と言っていますか-通常、MCUはノイズを抑えるためにこの時点で非常に低いインピーダンスを必要とします。サンプリングレートは?他の入力を同時にサンプリングしていますか?オペアンプを取り出して、オペアンプの出力があるはずの場所に接地してみましたか?オペアンプのどの電源デカップラーを使用しましたか?
アンディ別名

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R6などの抵抗を介してアナログ信号パスに直接適用する電圧レールは、ノイズの問題を防ぐために完全に静音にする必要があります。また、5V電源を使用して信号パスにバイアスをかけると、A / Dへの信号入力がこの電源電圧の絶対値に依存することも明らかです。信号経路に直接バイアスをかけるのは入力電圧とオペアンプ出力のみになるように、設計を再考したいと思うでしょう。この方法で、バリエーションの影響を除去します(続き)
Michael Karas

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(上記から続く)使用されるオペアンプのPSSR(電源除去比)の係数による供給電圧。最後に、帯域幅を最適にサポートするには、テクニックを改良するときに、できるだけ低インピーダンスのソースからA / D入力を駆動する必要があると思います。電流源インピーダンスは約33Kです|| 82K。これはかなり高いように思われ、複数のチャネルを順番に多重化しようとする場合は大幅に低くする必要があります。最後にコメントするのは、MCUのAVCCピンとAGNDピンを別々に活用することです(続き)
Michael Karas

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(上から続きます)アナログ回路に別々のフィルター処理された5VとGNDを使用し、それらをMCUでMCU GNDに直接接続します。
マイケルKaras

回答:


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R6などの抵抗を介してアナログ信号パスに直接適用する電圧レールは、ノイズの問題を防ぐために完全に静音にする必要があります。また、5V電源を使用して信号パスにバイアスをかけると、A / Dへの信号入力がこの電源電圧の絶対値に依存することも明らかです。

信号経路に直接バイアスをかけるのは入力電圧とオペアンプ出力のみになるように、設計を再考する必要があると思います。このようにして、使用するオペアンプのPSSR(電源電圧除去比)の係数による電源電圧の変動の影響を除去します。

最後に、帯域幅を最適にサポートするには、テクニックを改良するときに、できるだけ低インピーダンスのソースからA / D入力を駆動する必要があると思います。電流源インピーダンスは約33Kです|| 82K。これはかなり高いように思われ、複数のチャネルを順番に多重化しようとする場合は大幅に低くする必要があります。

最後にコメントすることは、MCUの別々のAVCCピンとAGNDピンを活用して、アナログ回路に別々のフィルター処理された5VとGNDを使用し、MCUでMCU GNDに接続することです。


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おそらく、入力のDCオフセットに追加すると、より制御可能な結果が得られます。例えば。

ここに画像の説明を入力してください


+1、マイケルの提案の後、オフセット電圧をADCピンに直接印加するのではなく、アンプに渡すことも考えました。また、負電源を接地する代わりに、MAX1044電圧コンバータを介してオペアンプの負電源に負電圧(-5V)を供給しています。
アシュトンH.

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R5の目的は何ですか?
johnfound
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