Ами айде и аз да объркам. От гледна точка на аналоговата част съм за един шунт и малко баяне на усилвателите за да докараш честотна лента и динамика. За цифровата обаче /това разбира се не изключва някакъв допълнителен усилвател/ според мен Дедо е прав и меренето на целия обхват наведнъж ще дойде множо, не само множко но и скъпичко, има няма 22 реални бита с много късмет да речем 24 бит АЦП. От тук почват изродиите, правил съм иситнски 18, правил съм и УЖ истински 24, това последното не успяхме да го потвърдим, ама честотната ми лента беше херцове, а едно у-во струваше по 10 к в зелено, по план де, то не ситгна до производство. Има многоразрядни АЦП-та, има ги и сравнително бързи, но много по човешко ми се струва да го разделиш на обхвати. Както казва миро, инвестирай в хубав шунт, в добра аналогова част но си спести главоболието с многоразрядни АЦП-та, всичко е възможно ама цялата парка отива в свирката.
Варианта с кондензатори също не е за изхвърляне, малки тоци, ниски напрежения, може да се окаже много добра идея, ако се и поразвие малко схемно ....

Миро, ще дам пример вместо с топче с осцилоскоп. За какво служи режима AC/DC на входа на канала? Идеята е същата, само дето ще знам "DC офсета" на "нулата" на лъча в режим AC.

Когато ме интересуват токовете в слиип режим, не ме интересуват токовете в активен. Когато ме интересуват токовете в активен режим , не ме интересуват токовете в слиип.
Относно дисплейването - в момента работя със схемата от третият ми пост на темата, която е закачена към аналоговият ми вход на лог. анализатора. АЦП-то му е 8 битово и е предостатъчно това, което виждам на монитора.


На диаграмата - най долу е аналоговия канал свързан към преобразувателя консумация-напрежение. Т.е. "гледаме" моментната консумация.
Не се опитвам да гледам 20 битово консумацията.

Естествено ако сме в микроамперов режим и устройството се "събуди" и опъне милиампери, изхода за "гледане" на тока ще се насити, но щом устройството се приспи отново - пак ще мога да гледам тока в микроамперов режим.

Нивото на сигнала към изхода за осцилоскопа трябва да е поне 4V (обхвата на аналоговия входа на анализатора ми е +/-5V , а АДЦ-то е 8 битово). Та ако имаме само един нискоомен шунт с пад 100мВ при макс ток 4А, то той трябва да е 0.025 ома. Та ако шунта е само този и искаме да виждаме 1uA с поне 4 бита (1бит = 10В/256 = 40мВ) или 1uA трябва да ни е 160мВ. 1uA ток върху шунт 0.025 ома прави 25nV. Та усилването ни ще трябва да е поне 160mV/25nV=6400000 пъти... (ако не греша де).
отделно за да мога да гледам промяната в консумацията в активен режим който е с продължителност 10uS примерно, колко трябва да е бърз усилвателя?
Та дедо каката трябва не да е красива, а направо да е зашеметяваща ... Такава кака даже не мога и да си представя (а уж имам въображение)... та не виждам как с един шунт може да стане това ... Определено шунтовете трабва да са няколко.

stefan63, няма проблем да е софтуерно, но в случая ще загубя част от обхвата и от 12 бита примерно ще имам 9 ...

Миро, относно филтъра - ще помисля по въпроса, но всякакви кондензатори след шунта и преди консуматора (захранваното устройство) ще скапят формата на сигнала, защото ще го интегрират.

А идеята с кондензаторния шунт е наистина свежа и не е за изхвърляне, но това е съвсем друга функция. Ако може да я добавим - добре. Ще трябва да помислим по въпроса. И този вид консумация ме интересува. За момента си я смятам с ексел. Със скоп записвам сигнала и после прехвърлям данните в ексел. Избирам на ръка периода, който да интегрирам (част от данните вклщчващи един цикъл спане-акктивен режим).

Та с въпросния кондензатор ще мога да направя точно това.

Не е вярно. От състояние с шунт 0,2 ома до състояние с шунт 2,2 ома (вместо чисти 2ома)
при фиксирано усилване с грешка 10 процента - колко е отклонението от "идеала" - не повече от 10-20%. Или вместо 12 идеални бита , ще имаш 11 и нещо. Обаче махаш тримерите и главоболията с тях. Стигнахме до оживяването - имаш процесори, памети . Ми запиши там корекциите , които са едни линейни коефициенти, и си ги прилагай , когато те интерсува точно число.

stefan63, представям си го по друг начин.

Ако например имам 12 битово АЦП, то ще имам 4096 точки. При обхват 4А теоретично бих могъл да дисплейвам 0.000 - 4.096А с резопюция 1мА. Това е възможно само ако не губя част от обхвата и сигнала е "спамнат" в целия обхват да преобразувателя.

Правил съм и софтуерна калибровка и такава в 2 точки (по една в краищата на обхвата) ще е предостатъчна, за да обере грешките от офсет и усилване, но с цената на загуба на част от обхвата на конвертора.
Е, ако той е многоразряден - проблеми няма.

Все още живея с мисълта, че бих могъл да използвам вградения в контролера AЦП конвертор, като от 12 бита може и да изкараме 11 ... Дедо е прав за бръмчилките в проца и влиянието им върху аналоговата му периферия, но не пречи да се опита ... Това измерване освен за "скоростно" стриймване към РС (50кsps) ще се използва и за дисплейване на екрана на стабилизатора с рефреш 2-пъти в секунда примерно, Така че като се семплира по-начесто, софтуерно ще може да се направят разни филтрации преди да се дисплейва на екрана.

Този ток ще е някакъв интегриран, който лично на мен не ми носи много информация.

Относно схемата - не съм използвал до момента 4052 за превключване на "високочестотни" сигнали. Гледам му дейташита и като се абстрахираме в утечните му токове от 1uA в изключено състояние, които са съизмерими с тези, които искаме да мерим, от към честотна лента би трябвало да го доката.
Кросталк-а предполагам няма да окаже съществено влияние, тъй като сигнала идва от "нискоомен" източник, а на изхода имаме високоимпедансен товар (усилвател).

Другия ключов момент е "бързия" ценер за 100мВ, който трябва да не позволява пада върху шунтовете да е над 100мВ.
Идеята работи за тоци до 350мА както е на схемата от третият ми пост в темата. В случая трябва да се направи да държи ток 4А с поне същото бързодействие.

И основния проблем - при промяна на изходния ток, регулатора ще трябва достатъчно бързо да компенсира дропа в кабелите,шунтовете и "мощния" ценер, така, че напрежението в изхода му да е с пулсации подходящи за захранване на GSM.
И тъй като това не е лесна задача, може би както предлага Cekins можем да включваме и изключваме филтрови кондензатори в изхода в този режим, като по този начин ще се лишим от "гледането" на профила на реалната консумация ...

Аз малко съм объркал... от 1u до 4А са 4 милиона стойности и са 23, а не 20 бита

@stefan63, така е ама при условие, че може да се усили... В случая има диапазон, който подлежи на усилване и такъв, който не подлежи...

От горна страна сме ограничени от пада и греенето, от долна до офсета на усилвателя и шума на самия шунт. Според мен максималния пад при 4А не бива да е по-висок от 1V, т.е. нискоомния (токовата защита) шунт трябва да е не повече от 0.25 ома. Oт долна стрна най-ниското дето може да се види е не по-малко от 25uV. То зависи много от честотата... За DC може и по-малко от 25uV за AC и тва е твърде оптимистично.
Тъй де, ако кажем това е някаква цел 1V - 25uV, това съответства на 4А - 100uA. Това са си 16 бита диапазон (като си изпия кафето може и да се промени )

Принципно, това според мен като диапазон и резолюция е ОК за повечето приложения, изключая микроамперите. Въпросът е повече честотния диапазон. Проблемът е, че тоя шунт е добре да се компенсира, т.е. трябва да е преди поне един кондензатор... От там високите честоти изчезват моментално.
Както и да е, няма да се стигне до перфектно решение, затова гледам на това като на един от възможните варианти - 16 бит мерене, евентуално някакъв SAR и ниска честота под 50-100kHz.

Относно другите обхвати... по-малко от 0.25R ще намали греенето, но от гледна точка на меренето става по-зле. Примерно 0.025 e използваем от 100mV до 25uV, което е 4А - 1mA и само 12 бита.

Нагоре - да кажем 2.5R, ще трябва да се шунтира щото 10V пад не става. Тук пак зависи дали се компенсира или не... Ако се компенсира няма проблем рязането да е на малко по-високо, да кажем 2.5V. Отдолу пак "оптимистичното" 25uV. Така диапазона е 1А- 10uA и към 17 бита.

При 25R ще е 100mA - 1uA и пак към 17 бита.
При 250R ще е 10mA - 100nA....

Изводи:
1) Диапазоните на шунтовете е оптимално да са около 16-бита. Не може повече, по-малко ще стане като сложим грешките
2) Не виждам особен смисъл от много диапазони, по-скоро два
3) Меренето трябва да се помисли за АЦП, това със скопа е безсмислено... От 16-те бита през скоп половината ще се загубят или трябва да се правят под-диапазони с различно усилване.. Така де, аз не виждам смисъл от скопа.
4) Въпросът е честотната лента... и как ще се навързват регулатори, шунтове, филтри, кондензатори...

Явно последния въпрос за честота и свързването трябва да се реши ПРЕДИ избора на диапазони и шунтове... ама сега трябва да побачкам, довечера ще го умувам...

Ами ти още в началото се отказа от компенсация на дропа по кабелите, поради което и при перфектен стабилизатор, пак ще имаш дроп.

Тази галимация с шунтовете само за мерене на консумирания ток от ГСМ ли е?
Ако е така, то по-важен е не токът, а капацитета, който се дърпа от батерията за определено време в слийп или за определена активност. При тоци с импулсен характер, това най-лесно става чрез захранване на дивайса от суперкондензатор, при което C x dV ти дава консумирания заряд. Аз използвам два последователно свързани 350F/2,7V, всеки зареден до 2V. При включени проц, ГПС и ГСМ напрежението спада от 4,0V до 3,4V за десетина минути, т.е. достатъчно е да изпратиш ГПРС пакет или СМС, заедно с регистрацията преди това. Заряда си го смята проца и ми го предава по серийния интерфейс.

хммм...
как ги размятате тези микроволти, битове и килохерци... като бат' бойко.

1. имате ли представа през какви чудеса от храброст трябва да се мине, за да се направи двустъпален усилвател с общо усилване 10,000 и собствен шум от само няколко микроволта? най-нискошумящия JFET, който вече не се произвежда, е с NF 5dB на 10Hz. към това добавяме усилването и шума на второто стъпало, шума на референса, термалните шумове на резисторите и шунта. шума също се усилва в следващите съпала. да не говорим колко слоя екраниране ще трябва да се направят, за де не се чуват другите бръмчила в кутията. не че не може да се направи, ама има ли смисъл от "захранване за програмисти" с азотно охлаждане?
=> компромиса е или високоомно захранване (нунт в десетките омове), или загуба на чувствителност

2. много битове се вадят бавно. за 23-24 бита трябват секунди за едно измерване. т.е. говорим за честотна лента в милихерци. изобщо забравете за многото битове. ако трябват 1000 мерения в секунда, мисля че с тия съседи по кутия, от 16-бита SAR АЦП ще се извадят 12 значещи бита. евентуално. придържайте се към по-земни неща.

3. емиле, махни го този мултиплексор. най-малкото е несериозно. ако имаш 2 шунта, нищо не пречи да сложиш две по-хубавички каки, особено ако са в един корпус

4. продължавам да мрънкам какво става, ако товара има големи кондензатори? кой ще ги разрежда, ако се гони динамика? емиле, тия фетове успорено на шунтовете добре си ги нарисувал, ама какво става при обратен товарен ток?

5. каките
сбора на красота, ум, умението да изпържи яйца и да прави хубави свирки е константа. трябва да си избереш едно за водещо, и да направиш компромис с другите. или имаш нискошумящ усилвател с малко усилване и динамика, или имаш малко битове и по-голяма скорост.

няма как да вадиш 4 ампера и да мериш микроампери, па дори и 4 бита резолюция.

с нискоомен шунт под мА няма как да стане, дори това ще е трудно. а ако шунта е високоомен, забрави за амперите.

Ето ви една схема за размисъл...

Значи имаме противоречеви изисквания. Можем да измерим малки падове върху шунта, ама трябва да се откажем от високите честоти. Ако гоним пък честоти набъзикваме или регулацията или точността на меренето..

Та идеята е защо не ги разделим и мерим поотделно. Идеята е от оня пост филтър.
Неговата цел е да тушира "шума", защото големия регулатор обикновено е бавен, с ограничено усилване и т.н. В крайна сметка получаваме един ток (i2), който има една постоянна съставка и една променлива, която всъщност е dU на пада усилено много пъти (300+).

Аз си мисля, че можем да измерим i1 и i2. Като за i1 може да се ползва и малък филтър (аналогов преди меренето или цифров след) и да се наблегне на ниските честоти. Докато за i2 трябва да се наблегне на бързината, но той вече ни е усилен прилично.

Май F3 ще е подходящ проц... Има 5+ MSPS ADC, даже ако са 3 може да 2 да са комбинират така че да се вдигне още скоростта...

Въпросът е, ако имаме измерени i1 и i2 дали софтуерно можем да получим iout с подобрена резолюция и/или честота ??? Айде кажете!

И още нещо... тая схема може да се комбинира и с капацетивния шунт. Като при ниска консумация шунта може да се ползва за мерене директно, което може да е точно. А при висока консумация може индиректно, като прецизния таймер вместо кепчър се ползва като таймер и с малки стъпки се настройва, така че да се види "шума" му усилен в i2. Но това е друга тема...

Ето примерна комбинация от резистивен + капацетивен шунт...

Така свързан капацетивния шунт няма да става за директно мерене. Но той създава шум, който е пропорционален на (i2 + iout) и честотата с която накъсваме. Самият шум да се надяваме ще бъде "изчистен" от филтъра, така че товара "почти" няма да го вижда. Но ние трябва да можем да го видим при меренето на i2.

Идеята е, че ако имаме константен товар, тогава без капацетивния шунт точността ни се определя от меренето на i1, a i2 e безполезен и само вкарва грешка. Но ако вкараме такава честота, че по принцип пада върху капацетивния шунт да е супер минимален. Тогава показанията на i2 плюс честотата ни носят информация за след 12-я бит на i1. Нали тъй? Щото ако е тъй от 2 12-битови мерения с малко магия и късмет може да получи резултат "почти" като от 24-бит мерене ако не греша...
Естествено няма пълно щастие и ако товара е много динамичен, вместо подобрение резолюцията ще пада...

Миро, за мен е по-важна осцилограмата, отколкото многобитовото мерене. Какво имам в предвид:

На картинката е консумацията на устройството ми в Айдъл, по време на будене по РФ-а, РФ трафик, спане и последваща активност с видеокамерата.

На тази тиаграма е увеличен импулса с маркер 1 от първата картинка. Това е консумацията на устройството след будене и сканиране на радиоефира.
Малките импулсчета (2) е консумацията по време на буденето за сканиране на тампера.


Това което ми трябва е във всеки един от режимите да видя формата на тока БЕЗ изкривявания, продължителността на консумацията и самата моментна консумация. Всичко това което виждате на картинките е с 8 битова точност (ацп-то на анализатора е 8 бита, а обхвата е +/-5В)

Предполагам, че всеки "програмист" се сеща защо по време на писане на програмата ми трябва да мога да виждам всичко това. (Всичко това е добре да се вижда и по време на тестовете в QA отдела, но това е друга тема)

Както виждате в края на първата картинка, консумацията скача много по време на видеопроцесинга и усилвателя се насища. Като искам да видя какво става "там" - трябва да превключа на по-голям обхват и да повторя запива. Е, тогава няма да виждам детаилно ниските консумации, но те няма да ме интересуват тогава.

На третата картинка се вижда, че устройството е в активен режим около 20uS. Формата е силно изкривена, заради кондензаторите на захранването в самото устройство. Е те тази диаграма НЕ ми носи никакво инфо.

Отделно накрая за да се сметне "осреднената" ""реална"" консумация на устройството - многобитовото бавно мерене пак не ми носи никакво инфо. Трябва меренето да е TrueRMS. И какво е това TrueRMS мерене за консумации с продължителност 10uS?
Е те за това метода с кондензаторите на БатеАз и на Миро ще са по-меродавни, особено този на Батето...


Така е, но нали "свалих гарда" и вече мисля в посока едноканално захранване? Та като ще е едноканално - по-лесно ще се имплементира компенсацията дропа по кабелите. (в другия вариант нямах идея как може да стане това, при положение че двата канала не са галванично развързани един от друг)

Дедо, за да нямаме усилване хиляди пъти, избрах да имам различни шунтове с разлика в стойностите им хилади пъти. Много по-просто е ...
Да не говорим с каква форма ще виждам консумациите с продължителност 10uS и големина на тока 3мА с шунт 0.025ома усилен до нива 3В към скопа...

Относно многото битове - на мен не ми трябват, а и не ми носят информация (да не говорим колко ще е вярна, поради естеството на измерваните токове)

Мислех и за вариант без мултиплексор след шунтовете. Така като гледам ще ми трябват поне 4 обхвата => 4 усилвателя с усилване 10-20 пъти и след тях мултиплексор, след който второ стъпало с някакво усилване и от там към скопа и към АЦП-то за дисплея

За разряда на големите кондензатори си прав. няма кой принудително да ги разрежда. Предполагам, че за това говориш за поне двуквадрантен режим в изхода на регулатора.
Това може да се окаже проблем при режима за симулирането на батерия, както и при рязко сваляне на заданието в изхода на регулатора.

И за тоците през вътрешните диоди в мосфетовете си прав... Има много още какво да се мисли, или още да се "сваля гарда"...

Миро, идеята за филтъра я схванах и нещо такова може да се имплементира в регулатора, но това с двата тока и меренето им нещо не го разбрах...

Te двете неща са свързани... особено ако имаш по-голяма динамика. Примерно будиш се, палиш подсветка и нещо друго и отиваш на едни 100-200мА и от там на тоя фон ще изгубиш какво става с по-дребните консуматори.
Но моята мисъл е, че ако могат да се докарат повечко битове в измерването, дори и да са с известни апроксимацийки то лесно ще начерташ една красива осцилограма на компютъра и ще виждаш всичко. Докато във варианта с изход за осцилоскоп трябва да сменяш канали, вкарваш шум, не можеш или поне аз не се сещам как софтуерно да подобриш картинката... С две думи аз мисля, че на компютъра може да се видят повече неща и по-лесен начин.


Идеята е, че тия противоречия дето ги имаш вместо да се бият и изключват взаимно, може да се допълват. Ти искаш да виждаш динамика, реални тоци нали така? Е няма как да стане по твоята схема и в същото време да изкарваш и стабилно напрежение.
При варианта с филтъра, изходното ти напрежение е чисто, много по-чисто отколкото изобщо може да изкара твоя регулатор, дори и да не му мериш тоците. Съгласен ли си?
Това че имаш шунт не влошава нещата, същият шунт го има и стандартния филтър... Това че ще се правят някакви измервания с нищо не влошава нещата. Помисли и ще се убедиш. Изключение е капацетивния шунт, но той е друга бира а и се надявам на филтъра да не позволи влошаване...
Така че първата цел е меренето да не е в конфликт с регулацията.
Втората цел е честотната лента. Тук идеята е, че изходния ток е резултат от тока върху шунта и тока през филтъра. Гледай на тока през шунта като на нискочестотна съставка, а тока през филтъра с маалко приближение е високочестотната съставка. Това не е абсолютна истина, ама се доближава щото филтъра ти е един усилвател на AC сигнал. Той има кондензатор на входа и не се интересува от DC-то.
Oсвен това като порядъци и като диапазони AC тока на филтъра и DC тока на шунта са доста различни.
Сега събери 2 и 2... Имаш един ток през шунта, от който те интересуват ниските честоти. По-точно той трябва да е с относително ниска честота, благодарение на филтъра. И тъй като честотата е ниска, може да постигнеш повече битове при измерването. Нали говорехме, че или повечко битове или честота, но не и двете. Е в случая отпада проблема с честотите - отфилтрирани са!
Относно тока на филтъра, той е една константа (която малко може да създава проблем на меренето, ама имам идеи) плюс високочестотната част дето сме отнели от шунта. Да де, ама тук пък не ни трябват толкова битове, така че мерим бързо, колкото може по-бързо... Освен това за щастие можем да го измерим върху колектора на филтъра, където имаме много голямо и много качествено усилване.
С две думи разлагаме тока на 3 части:
1) DC постоянно дето тече през филтъра
2) Нискочестотния ток през шунта
3) Високочестотния ток през филтъра

Аз мисля, че така резделени тоците са малко по-лесни за измерване (на теория). Има малко подводни камъни... за високочестотния сигнал трябва да се напънем с бързо-меренето и т.н.
Въпросът е, че ако успеем да измерим тия тоци, то софтуерно може да се сметне изходният ток. При това е възможно да се подобри честотно и/или амплитудно спрямо едно директно мерене на шунт. Поне в повечето ситуации.

Иначе казано мисля, че с тая схема ще може да се постигне, по-добра динамика и да се начертае на компютъра по-вярна осцилограма отколкото ти би могъл по твоята схема да видиш на осцилоскоп. Всичко това с един единствен резистивен шунт. И без компромис в качеството на регулираното напрежение...

Комбинациите според мен са:

DC*A + DC*uA -> няма проблем (на теория)
DC*A + AC*uA -> възможно (като да снимаш танцуващи мравки на фона на спящ слон)
AC*A + DC*uA -> мноо трудно даже на теория (като да снимаш танцуващи слонове на фона на спяща мравка).
АС*А + AC*uA -> ъпсурд (освен ако някой не му хрумне нещо супер гениално)

Мисля, че втората ситуация не бива да се отписва...

така...

представи си следната ситуация (захранване 3V):
1. устройството спикна на 1uA
2. настъпва някаква аларма, процесора се размърдва в просъница на 1mA
3. решава, че трябва да позапали някаква периферия да види какво става, минава на 50mA
4. малии, някой е настъпил мотиката, дай да видим кой е, вдигаме видеото на 1А
5. направихме снимка, давай да я пращаме. палим GSM-a и го регваме. кратки импулси до 2А
6. вързахме се, пускаме снимката. регулярни импулси по 20-30ms по 3А
7. уф, че много работа, давай да си лягаме - 50mА, после 1mА и накрая 1uA

реалистично ли е?

сега за меренето.
за да видиш (1) трябва да си на шунта 200 ома. няма проблем - спящи мравки вършу спящ слон.
при (2) мравките почват да търчат по слона. все още няма пробле,
на (3) слона се опитва да се размърда хобота. обаче открива, че мравките са му запушили хобота и няма въздух (200 ома при 3V ще пуснат 15мА)
слона приритва и никога не настава (4) и нататък.

въобще не говоря за гледането, това е последваща задача. говоря как ще се снеме сигнала за тока.

обясни какво ще е поведението на захранването

Дедо, това вече Емо го е проиграл и работи...
Но това е лесната версия на задачата става с няколко шунта, които ги превключва според моментния ток.

По-сложният вариант е това дето Vesko си е направил вкъщи... мери си консумацията и я отчита дистанционно и след това определя кой уред кога се е включил и изключил. Успява да разпознае енергиния отпечатък на повечето уреди за ужас на жена му, щото веднъж я питал що си е пуснала две кафета едно след друго

Та зорът е не както Емо да знаеш кое кога си е включвало, а без да знаеш, само гледайки осцилограмата да кажеш това се е включвало еди кога си. При това без значение порядъка на мощностите. В смисъл трябва да се разпознава включването и/или изключването на малки товари на фона на големи товари. Примерно 1ма за 5 микросекунди на фона на 2А.
Та затова са нужни скорост и точност. Аз мисля, че е възможно. Макар и да не е едновременно. Важен е отпечатъкът, т.е. не е задължително да имаме истински 23 бита @ 10 msps. Важно е обаче това, което се начертае визуално да изглежда като истинско. Така както една снимка с компресия със загуба продължава да си изглежда наред, въпреки че много от битовете ги няма...
Аз не знам Емо какво ще реши, ама според мен има хляб в идеята да се раздели на НЧ и ВЧ съставки. Примерно две 12 бит. Събрани двете не правят 24, обаче визуално ще изглеждат така. Освен грешките при измерване и след това като се интегира ВЧ-то също, но пак казвам важно е като форма сигнала да се докара. А не толкова дали в даден момент е показвало 2.005А вместо 2.001