Comment les ADC échouent-ils?

Je suis responsable de la maintenance d'un satellite dont le CAN est défaillant de manière inhabituelle. Ce qui se passe essentiellement, c'est qu'il bascule entre deux valeurs, si la tension brute se situe dans une certaine plage. Je travaille à obtenir les chiffres bruts, mais les données traitées ressemblent à ceci:

Notez que la ligne bleue signifie autre chose (Essentiellement, le logiciel essaie de faire correspondre la ligne rouge à la ligne bleue).

Normalement, les marches sont assez petites, comme le montrent les quelques petites bosses de gauche sur la plus grande onde carrée. Cependant, les étapes sont assez grandes une fois que vous descendez en dessous de la valeur. Bien que je n'aie pas les données brutes sur le nombre, je sais qu'elles se reflètent dans les chiffres.

Ce que j'essaie de comprendre, c'est comment cet ADC échoue.

Je devine ce qui suit, mais je voudrais obtenir une analyse de cette idée:

1. Dans la région linéaire, pour chaque changement de tension analogique en delta v, il y a un changement de comptage de un.
2. Dans la région non linéaire, pour un changement de tension analogique en delta v, le saut de décompte est beaucoup plus important.
3. Il est possible que le delta v dans 2 soit supérieur à 1, mais il est beaucoup plus petit que ce qui serait normalement prévu.

Rappelez-vous, c'est un satellite, donc je ne peux pas le rapporter au laboratoire pour le tester. Des pensées?

EDIT: Voici le nombre brut pour un tel épisode (échantillonné à une fréquence inférieure). De plus, l'ADC a environ 15-20 ans d'espace, je n'ai pas de numéro de pièce sous la main, mais je vais voir si je peux l'obtenir. C'était probablement en 1993 et ​​pourrait être basé sur FPGA. Les comptes sont aussi loin que je peux dire 374- 421 comme l'écart (Peut-être être coupé par quelques chefs d'accusation). Le binaire est le suivant

374 101110110
421 110100101

Une partie de la raison pour laquelle je pense que cela pourrait être l'ADC est qu'il existe plusieurs capteurs avec des lacunes similaires. Je travaille en ce moment sur une meilleure quantification, mais voici un exemple d'intrigue. Notez que les points sont les valeurs mesurées réelles et que les lignes connectent simplement deux des mêmes points de données ensemble. Toutes ces valeurs sont lues par le même ADC.

De plus, voici une liste de toutes les valeurs lues par l'ADC sur une période d'environ 24 heures. Il existe une multitude de lignes (environ 20 en tout). Je crois que les lacunes représentent une zone morte dans l'ADC ou les circuits connexes. L'axe des y dans ce tracé correspond aux valeurs de sortie de lecture ADC. Chaque fois que vous voyez une ligne largement verticale semble représenter une région où l'ADC ne peut pas enregistrer une valeur.

L'ADC fait partie ADC0808, le multiplexeur analogique est le numéro de pièce est HCF4051BM1, au moins d'après les schémas que je peux trouver ... Il est possible qu'un changement ait été fait à un moment donné.

EDIT - Plus d'une mise à jour: Il y a 3 multiplexeurs analogiques qui alimentent l'ADC. Je voulais voir si l'un d'eux avait peut-être ce problème, alors que les autres ne l'étaient pas. Cependant, il n'y a pas beaucoup de preuves pour cela, voir ci-dessous. Il y a beaucoup de lacunes comme celle-ci, j'ai juste choisi d'en montrer une.

Count   #tot    #mux1   #mux2   #mux3
557 3360    1336    68  1956
558 252 128 4   120
577 684 292 4   388
578 964 480 8   476

Y a-t-il une raison de soupçonner l'ADC sur tout le reste du système? Tout ce qui se trouve entre la batterie et la station au sol peut provoquer ce que vous voyez. Un bon arbre de défaillance considérera d'autres causes que l'ADC.

• Le frontal analogique
  • effets des rayonnements sur les amplificateurs opérationnels et les commutateurs analogiques
  • amplificateurs opérationnels bloqués sur des valeurs incorrectes
  • les portes de transmission ne s'ouvrent / se ferment pas, ou seulement le côté N ou P fonctionne
  • cyclage thermique provoquant des ouvertures intermittentes
  • moustaches métalliques provoquant des shorts intermittents
• L'ADC lui-même
  • erreur sur un seul bit
  • les données ne sont plus synchronisées avec l'horloge (bits ignorés / asymétriques)
  • un autre mode de défaillance spécifique au type d'ADC
• La logique numérique / microprocesseur
  • ne pas configurer les charges comme prévu
  • ne pas configurer ou lire ADC correctement
  • emballage incorrect des données pour la transmission
• Autres charges dans le système
  • sous-systèmes allumés lorsqu'ils ne sont pas commandés
  • puissance absorbée de manière inattendue par des charges endommagées

En utilisant les informations détaillées que je collecte, je constate les tendances suivantes:

1. Il ne semble pas y avoir de lacunes complètes dans la gamme ADC, sauf pour les zones où il semble qu'il n'y avait tout simplement aucun signal d'entrée.
2. Il existe un certain nombre de régions qui ressemblent aux données ci-dessous, où il semble que les valeurs dans une petite fenêtre ne soient presque jamais lues, avec des nombres énormes avant et après. La première colonne est la sortie de l'ADC, la seconde est le nombre d'occurrences, sur plusieurs types d'objet.

Les données sont:

350 253
351 106
354 1
357 1
359 2
360 183
361 270


375 288
376 188
392 1
409 1
424 762
425 1058

1. Ces mesures mesurent une grande variété d'entrées, mais il existe plusieurs sauts à très petite échelle, y compris des choses qui ne devraient pas sauter rapidement, comme la température, la pression de la batterie, la tension de la batterie, etc.

Compte tenu de tout cela, je dois dire que l'ADC ou les circuits de support peuvent échouer de telle manière qu'ils offrent une capacité limitée pour mesurer les phénomènes à petite échelle. De plus, il semble que ce ne soient que des fonctions pas à pas.

J'essaie toujours de comprendre comment ces sauts sont connectés, mais je n'arrive pas à obtenir l'image complète ...