Die ersten Tests zeigten, dass der vom Signalgenerator mit zwei Ausgängen eingespeiste Fehler deutlich schwerwiegender war als die Genauigkeit des TIDA-00176, was dem Zweck der Tests völlig entgegensteht. Rausch- und Fehlerquellen könnten kurz wie folgt zusammengefasst werden:

• Verstärkungsfehler (Amplitude von A ungleich Amplitude von B)
• Phasenverschiebungsfehler (nicht genau 90 Grad konstant wie erwartet)
• Offsetfehler (Mittelwert des A- oder B-Signals ist nicht gleich 0)
• HF-Rauschen aufgrund des Quantisierungsfehlers des Funktionsgenerators
• Frequenzfehler (Frequenz von A ungleich Frequenz von B, selbst wenn die Signale „gekoppelt“ sind)

Um Verstärkungs-, Offset-, Phasenverschiebungs- und Frequenzfehler zwischen den beiden Kanälen zu beseitigen, wurde die folgende Konfiguration vorgenommen: Nur ein Ausgangssignal, wie oben beschrieben gefiltert, wurde am Encoder-Stecker J8 des TIDA-00176 an die beiden Eingänge A und B angelegt , die somit mit demselben Signal versorgt wurden. Dadurch wird die Einschränkung des Funktionsgenerators beseitigt. Darüber hinaus können Abweichungen zwischen den beiden Kanälen von ADS8354 (und deren jeweiligen Signalumformungswegen) besser ausgewertet werden.

Tatsächlich sollten die von ADS8354 erfassten Daten (im Idealfall) zwei Streams von rohen identischen Daten zeigen, während jede Abweichung auf dieser Ebene aus der Nichtübereinstimmung der beiden Kanäle und nicht aus der Eingabe selbst kommt. Dies kann auch zur Kalibrierung des Systems verwendet werden, da Offset- und Verstärkungsfehlerkorrekturen durchgeführt werden können, um die A- und B-Kanäle vollständig anzugleichen.

Die Daten wurden mit einer Abtastrate von 32 kHz mit dem an das TIDA-00176 angeschlossenen F28069M-LaunchPad erfasst, wie in Sektion 6 beschrieben.

Nachdem die Daten der ADS8354-Kanäle A und B von F28069M erfasst wurden, wurden die 16-Bit-Rohdaten in eine Excel-Datei ausgegeben. Dann wurden die Rohdaten für Kanal B um exakt
90 Grad phasenverschoben. Danach wurde die Phase mit Hilfe des inversen Tangens der Rohdaten A und der um 90 Grad phasenverschobenen Rohdaten B berechnet

Diese Prüfung wurde für die 1,0-V-_PP-Amplitude und Frequenzen von 10 Hz bis zu 500 Hz wiederholt. Das Ergebnis ist in den folgenden Abbildungen dargestellt.

Abbildung 7-25 Phasenfehler über eine Signalperiode, wenn ein 1,0-V-_PP/10-Hz-Eingang angewendet wird

Innerhalb einer inkrementellen Linie (eine Signalperiode = 360 Grad) bleibt der Phasenfehler deutlich innerhalb von ± 0,02 Grad. Dies entspricht einem Fehler ± 0,02/360 = 0,0055 %. In Bezug auf die 16-Bit-Auflösung entspricht dies nur etwa ± 3 LSB.

Die Rauschverteilung liegt sogar innerhalb von ± 0,01 (± 1,5 LSB). Der Phasenfehler mit der Doppelperiode ist auf eine nicht ideale 90-Grad-Phasenverschiebung zwischen den beiden Signalen A und B zurückzuführen, wie in Sektion 1 beschrieben.

Beachten Sie, dass ein Fehler von ± 0,02 Grad über eine Signalperiode einem Gesamtfehler von ± 10 Mikrograd (0,036 Bogensekunden) für einen Encoder mit einer Zeilenanzahl von 2000 entspricht.

Die gleichen Tests wurden in der thermischen Kammer bei einer Temperatur von 70 °C durchgeführt, um die Systemleistungsdrift und insbesondere den absoluten Fehler in der Winkelposition zu bewerten.

Auch hier kommt die Doppelfrequenzmodulation von der nicht perfekten Anpassung (90-Grad-Phasenverschiebung usw.) des Signals von den zwei Eingängen.

Abbildung 7-26 Phasenfehler bei 70 °C über eine Signalperiode, wenn ein 1,0-V_PP/10-Hz-Eingang angewendet wird

Die gleiche Prüfung wurde mit einem 0,6-V-_PP-Eingang durchgeführt, wobei die höheren Rausch-/niedrigeren SNR-Bedingungen sichtbar sind:

Abbildung 7-27 Phasenfehler bei 23 °C Umgebungstemperatur über eine Signalperiode, wenn ein 0,6-V_PP/10-Hz-Eingang anwendet wird

Abbildung 7-28 Phasenfehler bei 70 °C Umgebungstemperatur über eine Signalperiode (eine Umdrehung/2000), wenn ein 0,6-V_PP/10-Hz-Eingang anwendet wird

Die extrem geringe Drift gegenüber der Temperatur entspricht den Erwartungen, auch aufgrund der Eigenschaften der ausgewählten Operationsverstärker und angepassten Widerstände, die für die Analogsignalumformung verwendet werden.