Osiloskop hobi berdasarkan AVR. Bagaimana cara menghilangkan noise op-amp?

Saya sedang membangun osiloskop hobi pada mikrokontroler ATmega16. Masalah utamanya adalah saya menerima banyak noise saat mengukur sinyal. Saya menggunakan amplifier LF353 untuk menggeser tegangan dan saya curiga mereka mungkin menyebabkan kebisingan.

Ini adalah skema dengan op-amp. Sinyal masuk ke 'Input' dan 'Output' langsung ke pin ADC mikrokontroler.

Skema

Dan ini adalah sinyal yang saya dapatkan ketika kabel tidak terhubung:

Sinyal

— Ashton H.
sumber

Apakah ada kemungkinan Anda mengambil frekuensi listrik (biasanya 50 atau 60Hz)?

— jippie

Apa yang dikatakan brosur ATmega16 tentang impedansi yang menggerakkan pin ADC - biasanya MCU memerlukan impedansi yang cukup rendah pada saat ini untuk menjaga kebisingan. Berapakah tingkat pengambilan sampel Anda? Apakah Anda mengambil sampel input lain pada saat yang sama. Sudahkah Anda mencoba mengeluarkan op-amp dan membumi di mana output op-amp seharusnya? Pasokan de-skrup apa pada op-amp yang sudah Anda gunakan?

— Andy alias

Tegangan rel apa pun yang Anda terapkan langsung ke jalur sinyal analog melalui resistensi seperti R6 Anda harus benar-benar mati untuk mencegah masalah kebisingan. Jelas juga bahwa menggunakan suplai 5V untuk membiaskan jalur sinyal dengan cara yang Anda lakukan akan menghasilkan input sinyal ke A / D yang memiliki ketergantungan pada nilai absolut dari tegangan suplai ini. Saya akan berpikir bahwa Anda akan ingin memikirkan kembali desain Anda sehingga satu-satunya hal yang secara langsung membiaskan jalur sinyal adalah tegangan input dan output op-amp. Dengan cara ini Anda menghapus efek variasi (lanjutan)

— Michael Karas

(lanjutan dari atas) tegangan suplai oleh faktor PSSR (rasio penolakan catu daya) dari op-amp yang digunakan. Akhirnya saya pikir untuk dukungan bandwidth terbaik, saat Anda memperbaiki teknik Anda, Anda akan ingin mengarahkan input A / D Anda dari sumber impedansi serendah mungkin. Impedansi sumber Anda saat ini sekitar 33K || 82 rb Ini tampaknya agak tinggi dan mungkin perlu jauh lebih rendah jika Anda berencana untuk mencoba multiplex beberapa saluran secara berurutan. Komentar terakhir yang akan saya sampaikan adalah bahwa Anda harus mencoba memanfaatkan pin AVCC dan AGND yang terpisah di MCU (lanjutan)

— Michael Karas

(lanjutan dari atas) sehingga Anda menggunakan 5V dan GND yang difilter terpisah untuk sirkuit analog dan menghubungkannya ke MCU GND tepat di MCU.

— Michael Karas

Jawaban:

Saya akan berpikir bahwa Anda akan ingin memikirkan kembali desain Anda sehingga satu-satunya hal yang secara langsung membiaskan jalur sinyal adalah tegangan input dan output op-amp. Dengan cara ini Anda menghilangkan efek variasi tegangan suplai oleh faktor PSSR (rasio penolakan catu daya) dari op-amp yang digunakan.

Akhirnya saya pikir untuk dukungan bandwidth terbaik, saat Anda memperbaiki teknik Anda, Anda akan ingin mengarahkan input A / D Anda dari sumber impedansi serendah mungkin. Impedansi sumber Anda saat ini sekitar 33K || 82 rb Tampaknya ini agak tinggi dan mungkin perlu jauh lebih rendah jika Anda berencana untuk mencoba multiplex beberapa saluran secara berurutan.

Komentar terakhir yang akan saya buat adalah bahwa Anda harus mencoba memanfaatkan pin AVCC dan AGND yang terpisah pada MCU sehingga Anda menggunakan 5V dan GND yang disaring terpisah untuk sirkuit analog dan menghubungkannya ke MCU GND tepat di MCU.

— Michael Karas
sumber

Mungkin menambahkan pada offset DC pada input akan memberikan hasil yang lebih terkendali. Sebagai contoh.

masukkan deskripsi gambar di sini

— JIm Dearden
sumber

1, Setelah saran Michael Saya juga berpikir untuk melewatkan tegangan offset melalui amp, daripada langsung menerapkannya ke pin ADC. Saya juga memberi makan tegangan negatif (-5V) ke catu daya negatif op-amp melalui konverter tegangan MAX1044 alih-alih membumikan catu daya negatif.

— Ashton H.

Apa tujuan R5?

— johnfound