Quiero medir voltajes DC de 1mV a 10V.
Usaré la placa Discovery STM32L053C8T6.
Quiero usar un voltaje de referencia de 3.3V. Sé que si desea medir voltajes más grandes que el voltaje de referencia, debe usar un divisor de voltaje.
Pero, ¿qué pasa si quiero medir voltajes como 1mV? ¿Tiene alguna sugerencia de cómo hacerlo?
Ese microcontrolador tiene un ADC de 12 bits, lo que significa que obtienes como paso de cuantificación; en su caso, eso es alrededor de 0,8 mV.
En la práctica, normalmente obtiene ruido y su número efectivo de bits (ENOB) es menor.
Entonces, en ese caso, tienes dos opciones:
Señalaré que tener una precisión de 1 mV en un intervalo de 10 V no es trivial desde el punto de vista de una señal analógica, así que: ¡amplifique!
Puede hacer algo como usar un amplificador de ganancia variable (o un atenuador de atenuación variable) para ajustar la amplitud de su señal, si la señal amplificada excede el rango de 3.3V (asegúrese de proteger su IC de sobrevoltaje).
Estoy en el negocio del procesamiento de señales. La mayoría de la gente quiere tener una resolución de 0,01 µV sin siquiera considerar la calidad de las señales que están digitalizando; es probable que no obtenga una señal significativa con una resolución de 1 mV debido al ruido superpuesto.
Una solución para sacar las señales del ruido de fondo (igualar el bit de cuantificación más bajo, ¡pero solo si tiene suficiente ruido!) es el sobremuestreo :
Como probablemente sepa, al muestrear una señal analógica, debe asegurarse de que la frecuencia más alta de la señal sea inferior a la mitad de la frecuencia de muestreo. Debido a eso (y no desea que todas las señales perdidas de alta frecuencia contribuyan con la energía del ruido), siempre tiene un filtro anti-aliasing analógico , generalmente un filtro de paso bajo (por ejemplo, un RC simple) frente a su ADC .
Si ahora deja que su ADC funcione a una velocidad mucho más alta de lo estrictamente necesario (por ejemplo: frecuencia más alta en su señal 1 kHz, frecuencia de muestreo de ADC 100 kHz, por lo tanto, sobremuestreo de 50x) y luego filtro digital de paso bajo , obtiene una cuantificación más fina de la señal correlacionada en su observación y un aumento en SNR. ¡Quizás esa sea la solución a su problema de muestreo!
Pero es como con todo en ingeniería: lo que debe hacer depende de lo que quiere lograr y con lo que tiene que trabajar; Solo puedo alentarlo a que haga una pregunta que explique sus planes y los problemas que ha encontrado al digitalizar su señal, y qué señal es realmente, y por qué necesita probarla. Tales preguntas son siempre interesantes.