Как АЦП выходят из строя?

Я отвечаю за обслуживание спутника с АЦП, который выходит из строя необычным образом. По сути, происходит то, что он переключается между двумя значениями, если исходное напряжение находится в определенном диапазоне. Я работаю над получением необработанных данных, но обработанные данные выглядят примерно так:

Обратите внимание, что синяя линия означает что-то еще (по сути, программное обеспечение пытается сделать красную линию совпадающей с синей).

Как правило, шаги очень малы, что видно по небольшим левым выступам на большой прямоугольной волне. Тем не менее, шаги достаточно велики, когда вы опускаетесь ниже значения. Хотя у меня нет необработанных данных подсчета, я знаю, что они отражены в подсчете.

Я пытаюсь понять, как этот АЦП не работает.

Я предполагаю следующее, но я хотел бы получить некоторый анализ этой идеи:

1. В линейной области для каждого изменения аналогового напряжения в дельте v происходит изменение числа единиц.
2. В нелинейной области для изменения аналогового напряжения в delta v скачок в счетчиках намного больше.
3. Возможно, что дельта v в 2 больше 1, но она намного меньше, чем обычно прогнозируется.

Помните, это спутник, поэтому я не могу вернуть его в лабораторию для тестирования. Есть предположения?

РЕДАКТИРОВАТЬ: Вот необработанные подсчеты для такого эпизода (выборка на более низкой частоте). Кроме того, АЦП рассчитан на 15-20 лет, у меня нет номера детали под рукой, но я посмотрю, смогу ли я его получить. Это было примерно в 1993 году, и, возможно, на основе FPGA. Подсчеты, насколько я могу сказать, 374- 421 как разрыв (может быть несколько отсчетов). Двоичный код выглядит следующим образом

374 101110110
421 110100101

Одна из причин, по которой я думаю, что это может быть АЦП, заключается в том, что есть несколько датчиков с одинаковыми зазорами. Сейчас я работаю над улучшением количественной оценки, но вот примерный график. Обратите внимание, что точки являются фактическими измеренными значениями, а линии просто соединяют две одинаковые точки данных вместе. Все эти значения считываются одним и тем же АЦП.

Кроме того, вот список всех значений, считанных АЦП за период около 24 часов. Есть множество линий (всего около 20). Я считаю, что промежутки представляют мертвую зону в АЦП или связанных схем. Ось Y на этом графике представляет собой считанные выходные данные АЦП. Каждый раз, когда вы видите в значительной степени вертикальную линию, кажется, представляет область, где АЦП не может записать значение.

АЦП - это часть ADC0808, аналоговый мультиплексор - это номер детали: HCF4051BM1, по крайней мере из схем, которые я могу найти ... Возможно, в какой-то момент были внесены изменения.

РЕДАКТИРОВАТЬ - Больше обновления: есть 3 аналоговых мультиплексора, которые подают в АЦП. Я хотел посмотреть, возможно, у одного из них возникла эта проблема, а у других - нет. Однако не так много доказательств, см. Ниже. Подобных пробелов много, я просто решил показать один.

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

Есть ли причина подозревать АЦП во всем остальном в системе? Все, что находится между батареей и наземной станцией, может вызывать то, что вы видите. Хорошее дерево неисправностей рассмотрит другие причины, кроме АЦП.

• Аналоговый интерфейс
  • радиационное воздействие на операционные усилители и аналоговые переключатели
  • операционные усилители застряли на неправильных значениях
  • задвижки не открываются / не закрываются, или работает только сторона N или P
  • термоциклирование вызывает прерывистое открытие
  • металлические усы, вызывающие прерывистые шорты
• Сам АЦП
  • ошибка одного бита
  • данные становятся не синхронизированными с часами (пропущенные / перекошенные биты)
  • какой-то другой режим отказа, специфичный для типа АЦП
• Цифровая логика / микропроцессор
  • не удается настроить нагрузки, как ожидалось
  • неправильная настройка или чтение АЦП
  • неправильно упаковывать данные для передачи
• Другие нагрузки в системе
  • подсистемы включаются, когда не приказано
  • неожиданно высокое энергопотребление от поврежденных нагрузок

Используя подробную информацию, которую я собираю, я замечаю следующие тенденции:

1. Похоже, что в диапазоне АЦП нет никаких полных зазоров, за исключением областей, где, по-видимому, не было никакого входного сигнала.
2. Есть ряд областей, которые выглядят как данные ниже, где кажется, что значения в маленьком окне почти никогда не читаются, с огромными числами до и после. Первый столбец - это выходной сигнал из АЦП, второй - количество вхождений для нескольких типов объектов.

Данные:

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. Эти измерения измеряют широкий спектр входных сигналов, но есть несколько очень мелких скачков масштаба, включая вещи, которые не должны прыгать быстро, такие как температура, давление батареи, напряжение батареи и т. Д.

Учитывая все это, я должен был бы сказать, что АЦП или поддерживающие цепи могут выйти из строя таким образом, что они обеспечивают ограниченную способность измерять мелкомасштабные явления. Кроме того, кажется, что это просто пошаговые функции.

Я все еще пытаюсь выяснить, как эти прыжки связаны, но не могу получить полную картину ...