Cálculo del margen de error absoluto de un circuito

Necesito calcular el margen de error absoluto de un circuito de medida que se compone de un DAC y un ADC. El DAC (MCP4725) tiene un margen de error de +-2 LSB y el ADC (ATMEGA328P) tiene un margen de error de +-2 LSB. Tenga en cuenta que la resolución del DAC es de 12 bits y la del ADC es de 10 bits.

Busqué y encontré sobre "propagación de errores", que parece ser la solución más viable para esto (suponiendo que el error para cada IC es el margen de error dividido por la resolución).

¡Gracias!

El margen de error absoluto se utiliza para definir la mitad del espectro de valores para un requisito de % de confianza dado en un sistema de medición. Esto incluye la relación señal/ruido, relación señal/resolución, THD, error Vref, rango de temperatura, fallas de esquema/diseño/cableado, velocidad de reloj, ruido CM y DM, tasa de sobremuestreo, promedio, fallas de código. Pero algunos factores se pueden mejorar con mejoras en la calibración y el diseño. Con los promedios, se tarda 4 veces más en ganar 1 bit de precisión si el ruido parece aleatorio. SNR debe ser >=62dB de lo contrario.
Las especificaciones de precisión siempre asumen cero fallas de diseño en software, hardware, diseño, cableado, rechazo de EMI, deriva de suministro y falta de experiencia. Lo mismo es cierto para MTBF. Excluye fallas en el diseño de la aplicación.
¿Planea usar el modo silencioso ADC y deshabilitar el comparador analógico?
@TonyStewart.EEsince'75 No encontré nada sobre el "Modo silencioso ADC", pero deshabilité el comparador analógico.
¿Planea usar el filtro de parada de banda de Nyquist? Ingrese al modo de reducción de ruido ADC (o modo inactivo). El ADC iniciará una conversión una vez que la CPU se haya detenido. Si no se producen otras interrupciones antes de que se complete la conversión del ADC, la interrupción del ADC activará la CPU y ejecutará la rutina de interrupción de conversión ADC completa.
Aunque Andy describe la conversión ideal, no responde al peor de los casos. Dentro del IC hay fuentes de ruido que contribuyen con una cantidad desconocida de error cuando se ejecutan relojes o canales digitales que no sean el ADC.
Muy bien, gracias Tony! Implementaré tales cambios en mi código. ¡Gracias otra véz!
La tasa de conversión también afecta la precisión. Le sugiero que implemente una prueba de circuito cerrado con DAC y ADC y use el filtro LC con un suministro de referencia de banda prohibida. Normalmente, el diseñador solicita una especificación en lugar de que se le pregunte qué tan buena o mala es.

Respuestas (1)

Convierta los recuentos de errores de ADC (LSbs) en números reales (voltajes) y luego agregue los voltajes de error de DAC equivalentes a los voltajes de error de ADC. Sin embargo, también debe tener en cuenta lo siguiente para cada uno y no ignorar ninguno.

  • error de no linealidad integral
  • no linealidad diferencial
  • error de intervalo de ganancia
  • error de desplazamiento cero
  • error de voltaje de referencia

Todos los errores anteriores pueden ser aditivos, por lo que, si desea errores totales en el peor de los casos, debe sumarlos para ambas partes. También debe considerar las variaciones de temperatura del ambiente y cuánto empeoran las cosas. Por ejemplo, es probable que la referencia de voltaje sea la más afectada y este problema puede ser muy significativo.

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¡Gracias! Para tener en cuenta esos errores que mencionaste, ¿cómo puedo cambiar los errores a voltaje? ¿Multiplico el voltaje de referencia por el cociente del error por la resolución? (Vref * (error/resolución))
Si tiene un dispositivo de 10 bits, la escala completa es de 1023 bits y, si el intervalo de voltaje de entrada nominal completo del dispositivo es (digamos) 10,23 voltios, entonces 1 LSb equivale a 10 mV. Puede usar el voltaje de referencia, pero el diablo está en los detalles y no siempre está simplemente relacionado con el rango de entrada completo.
La incertidumbre de la medida es un tema importante para aprender. Puede usar muchas mediciones estadísticas de voltajes precisos o el RMS de los errores calculados para aplicaciones simples para calcular la UOM (la incertidumbre).
@ user1831847 O puede usar los errores en el peor de los casos como se hace en la pregunta.
@Andyaka En estadística, el error en el peor de los casos está en la cola de la distribución normal y eso es infinito (
± ∞
:-)
No intentes ser inteligente conmigo. Hiciste una declaración sin considerar la pregunta y esto podría dar a los mortales menores la sospecha de que mi respuesta fue de alguna manera defectuosa. Sí, cuando se trata de analizar el error rms, lo que dices es válido, pero en la medición de aplicaciones de CC, el error absoluto es lo que les interesa a mis clientes.
Hay fuentes de ruido dentro de la CPU que deben desactivarse para lograr la precisión absoluta de 2 bits.
incluso el uso de un reloj ADC de 3 MHz tiene un error de 3 bits en la especificación y eso es típico y hay muchas más fuentes de error de medición del sistema que en su excelente respuesta.
Cálculo del margen de error absoluto de un circuito
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