Bagaimana ADC gagal?

Saya bertanggung jawab untuk memelihara satelit yang memiliki ADC yang gagal secara tidak biasa. Pada dasarnya apa yang terjadi adalah bahwa ia bolak-balik antara dua nilai, jika tegangan mentah dalam kisaran tertentu. Saya sedang berupaya mendapatkan penghitungan mentah, tetapi data yang diproses terlihat seperti ini:

Perhatikan bahwa garis biru berarti sesuatu yang lain (Pada dasarnya, perangkat lunak berusaha membuat garis merah cocok dengan garis biru).

Biasanya, langkah-langkah quire kecil, seperti yang dapat dilihat oleh beberapa gundukan kecil pada gelombang persegi yang lebih besar. Namun, langkah-langkahnya cukup besar setelah Anda turun di bawah nilai. Meskipun saya tidak memiliki data jumlah mentah, saya tahu itu tercermin dalam perhitungan.

Yang saya coba pahami adalah bagaimana ADC ini gagal.

Saya menduga berikut ini, tetapi saya ingin mendapatkan beberapa analisis dari ide ini:

1. Di wilayah linier, untuk setiap perubahan tegangan analog dalam delta v, ada perubahan dalam hitungan satu.
2. Di wilayah non-linear, untuk perubahan tegangan analog dalam delta v, lompatan dalam hitungan jauh lebih besar.
3. Ada kemungkinan bahwa delta v dalam 2 lebih besar dari 1, tetapi jauh lebih kecil dari yang diperkirakan.

Ingat, ini adalah satelit, jadi saya tidak bisa membawanya kembali ke laboratorium untuk pengujian. Adakah pikiran?

EDIT: Ini adalah hitungan mentah untuk episode seperti itu (sampel pada frekuensi yang lebih rendah). Juga, ADC sekitar 15-20 tahun nilai ruang, saya tidak memiliki nomor bagian di tangan, tetapi saya akan melihat apakah saya bisa mendapatkannya. Mungkin sekitar tahun 1993, dan mungkin berbasis FPGA. Hitungannya sejauh yang bisa saya katakan 374-421 sebagai kesenjangan (Mungkin dimatikan oleh beberapa hitungan). Biner adalah sebagai berikut

374 101110110
421 110100101

Bagian dari alasan yang saya pikir mungkin ADC adalah bahwa ada beberapa sensor dengan celah yang sama. Saya sedang bekerja sekarang untuk mengukurnya dengan lebih baik, tapi inilah contoh plotnya. Perhatikan bahwa titik-titik tersebut adalah nilai yang terukur aktual, dan garis-garisnya hanya menghubungkan dua titik data yang sama secara bersamaan. Semua nilai ini dibaca oleh ADC yang sama.

Selanjutnya, berikut adalah daftar setiap nilai yang dibaca oleh ADC selama sekitar 24 jam. Ada banyak garis (Tentang 20 semuanya). Saya percaya celah mewakili zona mati di ADC atau sirkuit terkait. Sumbu y dalam plot ini adalah nilai output ADC read. Kapan saja Anda melihat garis yang sebagian besar vertikal tampaknya mewakili wilayah di mana ADC tidak dapat mencatat nilai.

ADC adalah bagian ADC0808, multiplexor analog adalah Bagian nomor adalah HCF4051BM1, setidaknya dari skema saya dapat menemukan ... Mungkin ada perubahan yang dibuat pada beberapa titik waktu.

EDIT - Lebih dari pembaruan: Ada 3 multipleksor analog yang dimasukkan ke dalam ADC. Saya ingin melihat apakah mungkin salah satu dari mereka mengalami masalah ini, di mana yang lain tidak. Namun, tidak banyak bukti untuk itu, lihat di bawah. Ada banyak celah seperti ini, saya hanya memilih untuk menunjukkan satu.

Count   #tot    #mux1   #mux2   #mux3
557 3360    1336    68  1956
558 252 128 4   120
577 684 292 4   388
578 964 480 8   476

Apakah ada alasan untuk mencurigai ADC atas semua hal lain dalam sistem? Apa pun antara baterai dan stasiun bumi dapat menyebabkan apa yang Anda lihat. Pohon kesalahan yang baik akan mempertimbangkan penyebab lain selain ADC.

• Front-end analog
  • efek radiasi pada op-amp dan switch analog
  • op-amp terjebak pada nilai yang salah
  • gerbang transmisi tidak membuka / menutup, atau hanya sisi N atau P yang berfungsi
  • siklus termal menyebabkan intermiten terbuka
  • kumis logam menyebabkan celana pendek terputus-putus
• ADC itu sendiri
  • kesalahan bit tunggal
  • data menjadi tidak sinkron dengan jam (melewatkan / miring bit)
  • beberapa mode kegagalan lainnya khusus untuk jenis ADC
• Logika digital / mikroprosesor
  • gagal mengkonfigurasi beban seperti yang diharapkan
  • tidak mengkonfigurasi atau membaca ADC dengan benar
  • salah mengemas data untuk transmisi
• Beban lain dalam sistem
  • subsistem dihidupkan saat tidak diperintahkan
  • tiba-tiba menarik daya tinggi dari beban yang rusak

Dengan menggunakan informasi terperinci yang saya kumpulkan, saya memperhatikan tren berikut:

1. Tampaknya tidak ada kesenjangan lengkap dalam rentang ADC, kecuali untuk area di mana tampaknya tidak ada sinyal input.
2. Ada sejumlah daerah yang terlihat seperti data di bawah ini, di mana nampaknya nilai-nilai di jendela kecil hampir tidak pernah dibaca, dengan jumlah besar sebelum dan sesudah. Kolom pertama adalah output dari ADC, yang kedua adalah jumlah kemunculan, di berbagai jenis objek.

Data tersebut adalah:

350 253
351 106
354 1
357 1
359 2
360 183
361 270


375 288
376 188
392 1
409 1
424 762
425 1058

1. Pengukuran ini mengukur berbagai macam input, tetapi ada beberapa lompatan skala sangat kecil, termasuk hal-hal yang tidak boleh melompat dengan cepat, seperti suhu, tekanan baterai, tegangan baterai, dll.

Mengingat semua ini, saya harus mengatakan bahwa ADC atau sirkuit pendukung dapat gagal sedemikian rupa sehingga mereka menyediakan kapasitas terbatas untuk mengukur fenomena skala kecil. Selain itu, sepertinya ini hanya fungsi langkah.

Saya masih mencoba mencari tahu bagaimana lompatan ini terhubung, tetapi gagal untuk mendapatkan gambaran lengkap ...