ESP32-S3 ADC testi de tamamlandı. Kaç gündür derlenip paylaşılmayı bekliyordu. S3 yeni bir model olduğu için biraz daha detaylı inceledim.
Önce özet bir kaç bilgi vereyim. S3 modelinde ADC'nin alt genlikteki kör bölgesi oldukça azalmış. 0 dB attenuator ayarında 11-13 mV seviyesinde. Lineerlik konusunda da WROOM ve WROVER modellerine göre daha iyi diyebilirim. Bunda da 6 ve 11 dB attenuatorde bir miktar eğrilik var. Ancak WROOM ve WROVER'a göre çok daha iyi.
0dB attenuator ve ölçüm başına 1 örnek ile başlayalım.
Bir miktar gürültü var ancak ofset çok daha düşük ve üst sınıra kadar lineer diyebiliriz. Aşağıdaki grafikte lineerlik konusunu biraz daha daetaylı analiz edeceğiz (ayarlar aynı):
X ekseni Voltajı, Y ekseni ADC değerini (sağ) ve Hata oranını (sol, %) gösteriyor.
Mavi seri multimetre ile ölçülen gerçek voltajı gösteriyor.
Turuncu seri ise ADC verisinden benim hesapladığım voltaj. Bunun için ADC ve ölçüm verilerinden çok noktadan eğim alıp ortalamasını aldım. Sonra bu ortalama eğimi kullanarak ofseti hesapladım. Bu ofset ve eğim bilgisiyle de her ölçümdeki ADC değerinden o noktadaki hesaplanan voltajı elde ettim.
Mor seri hesaplanan voltaj ile gerçek voltaj arasındaki hatanın oranını (gerçek voltaja oranla),
Siyah seri hesaplanan voltaj ile gerçek voltaj arasındaki hatanın oranını (dinamik alana, yani ölçülebilecek en yüksek voltaja oranla) gösteriyor.
Ölçüm başına 1 örnek aldığımız için WROOM ve WROVER serilerinde olduğu gibi gürültü gözle rahat görünüyor. Ancak genel olarak doğrusal ve kullanılabilir bir sonuç olduğunu söyleyebiliriz. Mor seriye baktığımızda düşük voltajlarda voltaja oranla olan hata payının %5 hatta çok düşük voltajlarda %25 seviyelerine kadar çıkabildiğini görüyoruz. Bu çok anormal değil çünkü örneğin 1mV civarında bir hata 15 mV gibi küçük bir değerde büyük bir orana denk geliyor. Ancak toplam dinamik alalığa ranla baktığımızda hatanın düzgün seyrettiğini çoğu zaman %0.5'nin altında olduğunu söyleyebiliriz (ortalama %0.14). Yine siyah çizgiye dikkat ettiğimizde sapmanın çok hafif bir şekilde önce azaldığını, sonra tekrar yükseldiğini görebiliriz. Bu da bize tam lineer gibi görünen hsaplamanın aslında çok hafif bir polinom yapısında olduğunu gösteriyor.
Aşağıda yinr 0 dB attenuator ayarıyla ölçüm başına örneği 5 yaptığımızdaki sonuçları görebilirsiniz.
Gürültünün önemli ölçüde azaldığını görüyoruz. Diğer sonuçlar çok benzer. Doğrusallık konusunda da bir derdimiz yok gibi. Tek problem 13 mV civarındaki ofset. Ortalama hata (toplam dinamik alana göre) %-0.09.
Örnek sayısını 10'a çıkarttığımızda ise sonuçlar şöyle:
Artk gürültünün etkisi iyice azalıyor. Hata payı az etkileniyor, çünkü hızlı olsun diye eğim ve ofseti hesaplarken regresyon yapmak yerine basit bir çok noktalı ortalama aldım. Regresayon yaparak hata payı daha da azaltılabilir.
Aşağıda ise ölçüm başına 25 örnek ile olan grafikler var:
Burada artık gürültü yok denecek kadar az etkiliyor.
Bir sonraki mesajda 2.5dB attenuator ile olan sonuçları paylaşacağım...
