¿Cómo fallan los ADC?

Soy responsable de mantener un satélite que tiene un ADC que falla de manera inusual. Esencialmente, lo que está sucediendo es que alterna entre dos valores, si el voltaje bruto está en un cierto rango. Estoy trabajando para obtener los recuentos sin procesar, pero los datos procesados ​​se parecen a esto:

Tenga en cuenta que la línea azul significa algo más (Básicamente, el software está tratando de hacer que la línea roja coincida con la línea azul).

Normalmente, los pasos son pequeños, como se puede ver por los pequeños bultos de la izquierda en la onda cuadrada más grande. Sin embargo, los pasos son bastante grandes una vez que cae por debajo del valor. Si bien no tengo los datos de recuento sin procesar, sé que se refleja en los recuentos.

Lo que estoy tratando de entender es cómo está fallando este ADC.

Supongo lo siguiente, pero me gustaría obtener un análisis de esta idea:

1. En la región lineal, por cada cambio en el voltaje analógico en delta v, hay un cambio en los recuentos de uno.
2. En la región no lineal, para un cambio en el voltaje analógico en delta v, el salto en los recuentos es mucho mayor.
3. Es posible que el delta v en 2 sea mayor que 1, pero es mucho más pequeño de lo que normalmente se predeciría.

Recuerde, este es un satélite, así que no puedo traerlo de vuelta al laboratorio para su análisis. ¿Alguna idea?

EDITAR: Aquí están los recuentos sin procesar para tal episodio (muestreado a una frecuencia más baja). Además, el ADC tiene una clasificación espacial de aproximadamente 15-20 años, no tengo un número de pieza a mano, pero veré si puedo obtenerlo. Probablemente fue alrededor de 1993, y podría estar basado en FPGA. Los recuentos están tan lejos como puedo decir 374- 421 como la brecha (podría ser compensado por algunos recuentos). Binario es el siguiente

374 101110110
421 110100101

Parte de la razón por la que creo que podría ser el ADC es que hay múltiples sensores con espacios similares. Estoy trabajando en este momento para cuantificarlo mejor, pero aquí hay una trama de ejemplo. Tenga en cuenta que los puntos son los valores medidos reales, y las líneas simplemente conectan dos del mismo punto de datos. Todos estos valores son leídos por el mismo ADC.

Además, aquí hay una lista de todos los valores leídos por el ADC durante el período de aproximadamente 24 horas. Hay una multitud de líneas (alrededor de 20 en total). Creo que las brechas representan una zona muerta en el ADC o los circuitos relacionados. El eje y en este gráfico son los valores de salida de lectura ADC. Cada vez que ve una línea en gran medida vertical parece representar una región donde el ADC no puede registrar un valor.

El ADC es la parte ADC0808, el multiplexor analógico es el número de parte es HCF4051BM1, al menos por los esquemas que puedo encontrar ... Es posible que se haya realizado un cambio en algún momento.

EDITAR: más de una actualización: hay 3 multiplexores analógicos que alimentan el ADC. Quería ver si quizás uno de ellos estaba teniendo este problema, donde los otros no. No hay mucha evidencia de eso, sin embargo, ver más abajo. Hay muchas lagunas como esta, solo elegí mostrar una.

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

¿Hay alguna razón para sospechar el ADC sobre todo lo demás en el sistema? Cualquier cosa entre la batería y la estación terrestre podría estar causando lo que ves. Un buen árbol de fallas considerará otras causas además del ADC.

• El front-end analógico
  • efectos de radiación en amplificadores operacionales e interruptores analógicos
  • los amplificadores operacionales se atascan en valores incorrectos
  • las puertas de transmisión no se abren / cierran, o solo el lado N o P funciona
  • ciclos térmicos que provocan aperturas intermitentes
  • bigotes de metal que causan cortos intermitentes
• El propio ADC
  • error de un solo bit
  • datos que no están sincronizados con el reloj (bits omitidos / sesgados)
  • algún otro modo de falla específico para el tipo de ADC
• La lógica digital / microprocesador
  • no configurar las cargas como se esperaba
  • no configura o lee ADC correctamente
  • datos de embalaje incorrectos para la transmisión
• Otras cargas en el sistema.
  • subsistemas que se encienden cuando no se les ordena
  • consumo de energía inesperadamente alto de cargas dañadas

Usando la información detallada que estoy recopilando, noto las siguientes tendencias:

1. No parece haber ningún vacío completo en el rango de ADC, excepto en las áreas donde parece que simplemente no había ninguna señal de entrada.
2. Hay una serie de regiones que se parecen a los datos a continuación, donde parece que los valores en una pequeña ventana casi nunca se leen, con grandes cantidades de antes y después. La primera columna es la salida del ADC, la segunda es el número de ocurrencias, en múltiples tipos de objetos.

Los datos son:

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. Estas mediciones miden una amplia variedad de entradas, pero hay varios saltos a muy pequeña escala, que incluyen cosas que no deberían saltar rápidamente, como la temperatura, la presión de la batería, el voltaje de la batería, etc.

Dado todo esto, tendría que decir que el ADC o los circuitos de soporte pueden fallar de tal manera que proporcionen una capacidad limitada para medir fenómenos a pequeña escala. Además, parece que estas son solo funciones escalonadas.

Todavía estoy tratando de descubrir cómo están conectados estos saltos, pero no puedo obtener la imagen completa ...