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这几天心里颇不宁静,采的不是信号,而是寂寞

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这几天心里颇不宁静,今晚在院子里坐着乘凉,忽然想起往日一同攻坚的战友,在这满月的光里,该是另一番样子吧。

我们制定的uV级别信号的采集方案,从原理到模拟环境测试,一切都OK,然而真正到现场采集信号时却发现,压根就采集不到信号,下图是采集的时域和频域波形,完全看不到目标信号的成分,这采集的哪是信号,这分明是采集了个寂寞。

这个硬件架构从理论到仿真都是ok的,实验室内部测试模拟信号也是正常的,为什么到现场测试后就没有信号了呢?下图是实验室模拟采集的结果,还是非常不错的。

正在我疑惑的时候,隔壁项目组突然来找我协助解决问题,他们也是需要采集一个微弱信号,但是带宽比较宽,到了1MHz,然而有个600Hz左右的干扰一直在他们系统中出现,甚至到了mV级别,始终不得解,这是典型EMC方面的问题,从下图频率上看大约是580Hz。

兄弟项目组这个问题分析起来还是挺麻烦的,我们彻底排除了一遍电路,排除了系统自激或是系统内部的串扰(也叫串音干扰),也排除了w88引入的干扰,通过各种排除,最终把问题定位到他们使用的一个设备,这个设备需要接近他们采集系统放置,我们把设备关闭后干扰就消失了,见下图时域波形,这应该属于频近场耦合。我从听到这个问题到定位大约用了3个小时,那晚我们肝到凌晨2点,好在结果不错,也能睡的踏实一点。

然而,第一个问题依然困扰我,为啥采集不到信号呢?

就在前两天,又有兄弟项目组突然踩雷,和我的问题刚好相反,我是采集不到信号,而他们是一采集信号就饱和,和我非常非常相似的是,他们也是理论分析、模拟信号采集都ok,一旦到现场采集信号就饱和,问题发生的流程都非常相似,这就是真兄弟项目组啊。

我这自己的坑还没填上,就过去和人家一起分析问题,没想到误打误撞反而给填自己的坑带来了思路。

他们是采集电解质液体内的电压信号,但是一连接系统,输出马上到最大值,而采集信号发生器的信号就非常好,我当时把这个问题定位到他们所用传感器类型上,传感器是金属导体,被采集的是电解质液体,是导电液体,我猜测导电液体和金属导体接触时会发生电化学腐蚀反应,他们系统之所以会饱和应该就是采集的这个腐蚀电压,相当于采集了一个电池,电化学腐蚀的原理如下图所示,不得不说,我国的初、高中数学、物理和化学课程真的非常不错,可以描述和解释大部分生活现象。

电化学反应很常见,比如你如果用万用表的直流电压档位测凉水的电压,可能会发现有大约30mV的电压,而如果你把水换成烧开、沸腾的水,电压可能就会降低到10mV以内,这是因为烧开的水中氧气的成分减小了,我猜测这就是,金属的吸氧反应被降低,电子流动程度降低导致的,这只是猜测,欢迎各位小伙伴留言讨论。

发现了原因之后,我初步制定了一套硬件优化方案,等哥们实践后看看结果咋样,能不能打脸,就全靠哥们了,看着我提出的方案,我一拍脑门,这不就是我的问题的反解吗!

我只要修改两个电阻的阻值,我的问题应该就会得到改善,能找到我的问题根因,也是误打误撞,电路设计的坑还是非常多,书上写的再好,实际应用中总会遇到各种突发因素影响。

这就像我最近在看的一个模型推导,推了半天,结果人家用的是另一个模型,就好比产品推销员向你吹嘘他们的电脑产品多牛逼,多快,多厉害,结果后来发现,他卖的却是手机,这谁心里会宁静啊!

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