Choix d'un microprocesseur ou μcontrôleur

[davidif]

Bonjour à tous et tout d'abord mes meilleurs vœux.

Je viens vers vous car pour une étude libre je vais avoir besoin d'utiliser un processeur pour faire de l'acquisition de 2 données analogiques donc de les convertir en numérique(ou ADC) pour les traiter(ou envoyer) via une interface usb-c vers un pc pour monitoring.
USB-c pour fournir mon alimentation de 20Vdc.

De plus, j'aimerai généré une tension de +/-10Vdc commandé par mon micro, en sortie DAC (3.3v ou 5v) donc amplifier avec offset pour utiliser la gamme :
0>vdac>3.3 --> -10Vdc > V > +10Vdc , Par pas de lors de 300us, ce qui nécessite une DAC de 16bits.
Celle-ci est aussi contrôler pour un courant maximum, que je viendrais capter et comparer à un valeur de consigne, elle aussi en sortie d'un DAC.

Acquisition toutes les 2uS environ.

Donc pour résumer, j'aimerai utiliser : 2 ADC de 16bits, 3 DAC de 16bit et une interface USB-C (delivery power)

Et pour faire ceci, j'ai orienté mes recherches de processeur vers Microchip dont l'IDE met plutôt familier, puis vers stmicroelectronics (pour des raison de cortex arm) que je n'ai encore pas utilisé.

Par sélection des critères de choix que j'ai décris, plus haut, c'est références son sorties :

Microchip PIC32MK0512GPE064, PIC32MK1024GPE064
Stmicroélectronic STM32G473CE

Seulement, je ne parviens pas à trouver du 16 bits de résolution pour tout les convertisseurs mais plus fréquemment du 12bits, voir quasi à chaque fois ... et mon questionnement serait de savoir si je dois les extérioriser (en prenant un DAC ou ADC en I2C) ou tout du moins une partie ? en utilisant peut-être 2 convertisseurs du processeur de 12bits ou bien 2 de 8bits.

Selon votre expérience, que me conseilleriez-vous pour orienter le choix du processeur capable au mieux de contenir l'ensemble de mes besoins ou peut-être d'autres constructeurs dont je n'ai pas connaissance.

Merci de votre attention
Bonne journée
-----

[jiherve]

bonjour,
en 16bits il faut passer par des composants externes et soigner le placement routage et le dialogue avec eux car avec une référence de 5v le lsb fait 80µV !!
Pour les ADC il faudra des SAR ou semi flash, à 500kSps/s tu sera en limite de ce qui existe.
JR

[davidif]

bonjour,
en 16bits il faut passer par des composants externes et soigner le placement routage et le dialogue avec eux car avec une référence de 5v le lsb fait 80µV !!
Pour les ADC il faudra des SAR ou semi flash, à 500kSps/s tu sera en limite de ce qui existe.
JR

Merci jiherve, oui j'en bien l'impression, ... au vu de mes recherches, mais qu'appels tu des SAR ?

[jiherve]

re
des convertisseurs à approximation successives en gros un coup d'horloge par bit.
JR

[A voir en vidéo sur Futura]

[davidif]

Oui effectivement, j'ai aussitôt posé la question et été voir après (:

Je vois les réf envisagé :

Comme le ADS9219 de chez st ou bien le MCP3561 de chez microchip, ... bon après faut que je penche plus les sur les spéc

Merci

[antek]

Juste un àparté à propos du CNA Raspberry Pi Pico (en deux parties) -> https://forums.futura-sciences.com/e...ontroleur.html

[Gwinver]

Juste un àparté à propos du CNA Raspberry Pi Pico (en deux parties) -> https://forums.futura-sciences.com/e...ontroleur.html

C'est un mouvement perpétuel

Blague à part peut-être un bug de copié collé de lien internet.

[antek]

Je me repends . . .
https://www.developpez.com/actu/3647...blog-de-f-leb/

[Murayama]

Bonjour!

Ça ne répond pas complètement à la question, mais il existe chez TI des µP avec ADC de 14 bits.
Exemple: MSP432, 14 bits @ 1Msps.

ATTENTION: je l'ai essayé mais je n'ai jamais testé le nombre de bits effectif (ENOB). Il est possible
qu'il y ait une part de marketing dans les performances affichées.

Pascal

[bobflux]

16 bits x 500ksps x 2 -> 16 Mb/s -> 2 Mo/s

Il faut ajouter l'USB2 dans la liste des specs.

Je vois les réf envisagé :

Comme le ADS9219 de chez st ou bien le MCP3561 de chez microchip, ...

Y en a un qui fait 10 bits et l'autre qui fait pas les 500ksps demandés...

ENOB 14 bits, mais il est pas cher : https://ww1.microchip.com/downloads/...S20006122A.pdf

ENOB 16 bits: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads8681.pdf

Un sigma delta: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads117l11.pdf

Mieux : https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads127l01.pdf

[davidif]

Bonjour, désolé pour mon silence et vous remercie pour vos recommandations.
En effet j'ai pris du temps pour préciser un peu mes critères de performances pour mettre les convertisseurs adéqua, car effectivement je ne trouverai pas de up qui inclut le nombres de Convertisseurs de 16bits souhaité donc l'idée serait de prendre un petit proc suffisamment performant avec 1 à 2 interface SPI pour piloter mes 4 convertisseurs externes :
2 adc et 2 dac de 500Ksps environ.
De plus, si je peux éviter des composants en plus pour adapter ma tension variable de +/-10Vdc à convertir j'ai vu qu'il fallait prendre des entrées diff si possible ... je me suis donc penché vers des convertiiseurs de chez AD comme les ,
AD7916 : https://www.analog.com/en/products/ad7916.html
AD7688 : https://www.analog.com/en/products/ad7688.html
AD7693 : https://www.analog.com/en/products/ad7693.html

Qu'en pensez vous ?
Merci et bonne journée

[jiherve]

bonjour,
aucun n’accepte +- 10V donc il faudra rajouter au moins un AOP ou mieux un ampli de mesure.
de ma vieille expérience les économies se payent au prix fort!
JR

[davidif]

16 bits x 500ksps x 2 -> 16 Mb/s -> 2 Mo/s

Il faut ajouter l'USB2 dans la liste des specs.



Y en a un qui fait 10 bits et l'autre qui fait pas les 500ksps demandés...

ENOB 14 bits, mais il est pas cher : https://ww1.microchip.com/downloads/...S20006122A.pdf

ENOB 16 bits: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads8681.pdf

Un sigma delta: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads117l11.pdf

Mieux : https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads127l01.pdf

Oui merci pour vos ref, j'ai vu le l'ADS8688 aussi me permettant du 16bits j'usqu'à 500Ksps et pouvant rentré des tension symétrique de +/-10Vdc

[davidif]

bonjour,
aucun n’accepte +- 10V donc il faudra rajouter au moins un AOP ou mieux un ampli de mesure.
de ma vieille expérience les économies se payent au prix fort!
JR

En fait, c'est pas tant une question d'économie qu'une question de place si c'est possible, après si y a besoin je ferais l'adaptation, ...

Sur des entrées diff ?... c'est donc pas possible ? comme certains convertiiseurs que j'ai mis en lien sauf erreur, la docs montre la possibilité d'entré en +/-10Vdc ... après l'adaptation est fait en interne je suppose comme pour l'AD7693 par exemple.

[jiherve]

re
ben non car les entrées diff sont spécifiées sur +- Vref et Vref = 5V max.
JR

[bobflux]

Non sur ADS8688 si tu regardes le schéma bloc les entrées prennent bien +/-10V.

Par contre il n'y a qu'un ADC dedans qui tourne à 500ksps, donc si tu utilises plus d'une entrée, les 500ksps sont divisés par le nombre d'entrées. Il en faudra donc deux et cette pucs est plutôt chère... De plus avec un ADC multiplexé, les différents canaux ne sont pas échantillonnés en même temps (je ne sais pas si c'est important pour ton projet).

Si tu veux du petit, cette puce est plutôt grosse, soit dit en passant.

Tu auras plus petit avec un ADC double ou deux ADCs simples en format QFN et un ampli op double qui prend peu de place...

[jiherve]

bonjour,
ma réponse concernait strictement la question qui la précédait et l'AD7693!

JR

[davidif]

Non sur ADS8688 si tu regardes le schéma bloc les entrées prennent bien +/-10V.

Par contre il n'y a qu'un ADC dedans qui tourne à 500ksps, donc si tu utilises plus d'une entrée, les 500ksps sont divisés par le nombre d'entrées. Il en faudra donc deux et cette pucs est plutôt chère... De plus avec un ADC multiplexé, les différents canaux ne sont pas échantillonnés en même temps (je ne sais pas si c'est important pour ton projet).

Si tu veux du petit, cette puce est plutôt grosse, soit dit en passant.

Tu auras plus petit avec un ADC double ou deux ADCs simples en format QFN et un ampli op double qui prend peu de place...

Ha bah voila ce qu'il me faut, l'ADS8681,

1 Canal, je peux rentrer directement sous différentes tensions symétriques ...

[bobflux]

Je vois dans la datasheet que l'ADS8681 a une bande passante de 15kHz

[davidif]

Je vois dans la datasheet que l'ADS8681 a une bande passante de 15kHz

Excuse moi mais je ne vois pas cette information ?... mais plutôt 450kHZ Input Bandwidth ... sauf erreur

[davidif]

De même qu'a l'inverse un DAC avec sortie symétrique conviendrait chez le même constructeur
DAC81401 (1 canal) voir DAC81402 (2 canal) bien que donnée pour =< 10Msps

[bobflux]

Excuse moi mais je ne vois pas cette information ?... mais plutôt 450kHZ Input Bandwidth ... sauf erreur

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads8681.pdf

Deux dernières lignes de la Page 5

> DAC81401

Attention le "settling time" est long, page 7, 12µs pour arriver à une erreur de 1LSB

[davidif]

Ha ok, désolé j'ai pas précisé le w

ADS8681W : https://www.ti.com/lit/gpn/ads8681w

[bobflux]

Ah OK sur le ADS8681W la bande passante va bien (450kHz) d'où plus de bruit : le SNR est de 80dB donc il fait 13.5 bits environ, ça ne vaut pas un vrai AOP faible bruit...

[davidif]

Ah OK sur le ADS8681W la bande passante va bien (450kHz) d'où plus de bruit : le SNR est de 80dB donc il fait 13.5 bits environ, ça ne vaut pas un vrai AOP faible bruit...

Que veux tu dire ?

En fait, le +/-10Vdc d'entrée provient de sortie AOP de précision OPA928 (configuré en convertisseur de courant/tension) avec des acquisitions toutes les 25uS.

[bobflux]

Les ampli op dans ces ADC ont un niveau de bruit élevé. La datasheet donne 80dB de rapport signal bruit, ça correspond à une dynamique de 13.5 bits. Donc autant prendre un ADC 14 bits, il sera moins cher. Pour avoir 16 vrais bits, il faut un rapport signal bruit supérieur à 2^16 ou 96 dB.

Mais si ton signal provient d'un circuit à ampliop, pourquoi ne pas changer le gain de ce circuit pour obtenir une tension entre 0 et 3V3 plutôt que -10V/+10V, ce qui permettrait d'utiliser un ADC "standard" qui prend une tension en entrée dans cette plage ? Ce serait bien plus simple.

Si tu parles d'acquisitions toutes les 25µs on a une fréquence d'échantillonnage de 40ksps, alors que tu parlais de 500ksps tout à l'heure, c'est flou tout ça

[davidif]

Les ampli op dans ces ADC ont un niveau de bruit élevé. La datasheet donne 80dB de rapport signal bruit, ça correspond à une dynamique de 13.5 bits. Donc autant prendre un ADC 14 bits, il sera moins cher. Pour avoir 16 vrais bits, il faut un rapport signal bruit supérieur à 2^16 ou 96 dB.

Mais si ton signal provient d'un circuit à ampliop, pourquoi ne pas changer le gain de ce circuit pour obtenir une tension entre 0 et 3V3 plutôt que -10V/+10V, ce qui permettrait d'utiliser un ADC "standard" qui prend une tension en entrée dans cette plage ? Ce serait bien plus simple.

Si tu parles d'acquisitions toutes les 25µs on a une fréquence d'échantillonnage de 40ksps, alors que tu parlais de 500ksps tout à l'heure, c'est flou tout ça

la sortie +/-10Vdc est déjà bien fonctionnelle dans un boitier déjà existant pour mesurer un courant bien précis et ne préfère pas y toucher, et quand je parle de 40ksps c'est pour ce cas là mais je prends la possibilité de faire plus rapide pour tester d'autres applications que j'envisage (qui peu le plus peu le moins (: )

[davidif]

Ah OK sur le ADS8681W la bande passante va bien (450kHz) d'où plus de bruit : le SNR est de 80dB donc il fait 13.5 bits environ, ça ne vaut pas un vrai AOP faible bruit...

Effectivement, j'ai bien pris note de ta remarque sur le snr à 80db, que je n'avais pas pris en compte et me disais que pour garder la résolution effective de 16bits, tout en souhaitant mes tensions d'entrées symétriques de 10Vdc, peut-être augmenter la résolution à 18bits par exemple ?... comme par exemple le ADS8695 à 92db peut être une solution ou l'ADS8691.

[bobflux]

Les deux ont encore une toute petite bande passante

[davidif]

Les deux ont encore une toute petite bande passante

Alors oui tu as raison, cependant ce n'est pas des signaux périodique en entrée mais plutôt variable en fonction d'un courant mesuré via les amplis OPA928 en amont qui sortent la tension +/-10Vdc représentatif du courant et d'ailleurs ceux ci ont un condensateur de contre réaction dimensionné en un passe bas de fréquence de coupure à 1,56hz.
Donc une bande passante de 15k n'est à priori pas génant.