Messgerät auf TEC Basis, Freakprojekt

[nr_lightning]

Ich möchte euch heute mal meine Weiterentwicklung in Sachen Laser Leistungsmessgerät vorstellen.

Sie ist zwar noch nicht ganz fertig aber schon gut voran geschritten !

Was stelle ich mir unter diesem Messgerät vor:

Leistungsmessbereich: 0-2 Watt in 1mW Auflösung und 0-6 Watt in 3mW Auflösung ( die 6W müssen aber erst mal getestet werden, die Temperaturen dabei sind nicht Unkritisch ! )

Dazu habe ich einen Strommesssensor vorgesehen welcher bis 5A Messen kann, damit wird es dann möglich sein die Gemessene Laserleistung mit einem Eingestellten Strom zu vergleichen, daraus können sich noch andere Anwendungen ergeben z.B. Tec Strom zur Laserleistung ( bei DPSS ) oder was weiss ich .

An dem 3. Punkt Überlege und Arbeite ich grade noch, ich möchte das Messgerät mit einem Künstlichem Auge versehen und einen "Eyeshot Modus" Integrieren. Dazu Stelle ich mir eine Apparatur vor mit 7mm Blende, Aufweitungsoptik und Photodioden Array, die Aufweitungsoptik dient dazu den Laserstrahl aufzuweiten und über eine Definierte Anzahl von Photodioden zu legen. Bei gebündeltem Strahl ist es zu Problematisch die Leistungsdichten in den Griff zu bekommen.

Dieser Eyeshot Modus soll erst mal folgendes können : Das Messgerät legt dafür eine Messreihe mit 2 Megasamples an um eine Impulsdauer ( Ähnlich einem Oszilloskop ) festzustellen, diese Impulsdauer soll dann im Messgerät sowie der Software dargestellt werden können. Davon erhoffe ich mir speziell die Möglichkeit diverse Figuren einer Lasershow besser bewerten zu können, indem man das "Künstliche Auge" in den Beamverlauf bringt und dann die Impulszeiten z.B. an Figur Ecken zu messen.

Eine Leistungsmessung mit dem Künstlichem Auge bedenke ich noch, da es hier größere Schwierigkeiten wegen Wellenlängenabhängigkeit gibt, aber evtl. kann man damit auch Vergleichs Messungen machen zwischen CW Beam und Gepulstem Beam ( besonders bei DPSS Lasern ) um einen Leistungseinbruch zu erkennen ... überleg...überleg...

Ausgestattet ist das Messgerät mit einer USB Schnittstelle und einem Microcontroller ( xmega ), Verstärker Schaltungen, Strom Mess Sensor usw....

Des Weiteren Teste ich an Alternativen Sensoren gegenüber dem TEC ( PIR Sensoren ), außerdem möchte ich es mal mit einer Extrapolation beim TEC versuchen um noch schneller auf den Messwert zu kommen ....


Alles in allem muss hier noch einiges an Arbeit Investiert werden, evtl. erklärt sich auch jemand bereit noch aktiv an dem Projekt Teilzunehmen, z.B. bei Schaltungstests oder Testaufbauten !

Das Layout vom Prototyp ist fast fertig, muss noch paar Feinheiten einbringen bevor ich ein paar Platinen machen lassen kann:
Platinenabmaße : 62x49 mm

LPM_Layout.JPG

PS: Bild mit Absicht noch Verwaschen und klein ( weil noch nicht ganz fertig )

Die Bauteilkosten kann ich erst ermitteln wenn ich erfolgreich einen Prototypen getestet habe.

Die Softwarebasis ist aber bereits fertig, diese habe ich "natürlich" selber Programmiert und stammt von einem Messgerät welches ich schon mal auf atmega Basis gebaut habe...
Die Software hat Diverse Einstellmöglichkeiten und Anzeigen, wird jetzt aber noch um den Eyeshot Modus erweitert ( wenn meine Tests erfolgreich verlaufen ) .....

lpm_soft.JPG

Naja, alles in Allem sind das erst mal Impressionen von dem was ich vor habe, ich hoffe das es in der Realität auch so klappt wie ich mir das erhoffe ! Wie bereits gesagt bin ich über Vorschläge und Ideen Dankbar und hätte auch nichts gegen eine Zusammenarbeit bei der Entwicklung .....


Besten Gruß
Nico

[SnakeHanau]

WOW das klingt sehr interessant....und schaut gut aus.

[tschosef]

hai hai..

ja, das klingt seeehr interessant..... bin gespannt.
wenn ich irgendwie helfen kann.... sach einfach bescheiiiid

gruß
Erich

[nr_lightning]

Hallo Erich

Danke für dein Angebot, komme gerne drauf zurück, Da du Physikmässig auch viel unterwegs bist, könnte man mal über den Aufbau des "Auges" Lamentieren

Gruß Nico

[fesix]

Sehr feine Sache das, mal wieder ein schönes Bastel- und Entwicklungsprojekt

[Dr.Wurstmann]

coole arbeit!
Bin gespannt.

[tschosef]

hai hai..

könnte man mal über den Aufbau des "Auges" Lamentieren

why not..... gern gern.

gruß
Erich

[murmeljoe]

Hallo Nico,

ich habe vor einiger Zeit etwas ähnliches gebastelt um Shows bzw. Figuren direkt vermessen zu können. Im Ergebnis waren meine TECs viel zu träge und ich habe deshalb folgende Lösung umgesetzt:
- Aus einer Studiofernsehkamera (Bucht) habe ich das Tripelprisma ausgebaut und die drei Kameraröhren durch monokristaline Solarzellen ersetzt. Damit werden die drei Laser wieder sauber getrennt und können individuell kompensiert werden.
- Für die gängigen Wellenlängen habe ich Messreihen für die Kompensation der Wellenlängenabhängigkeit erstellt.
- Messwerte (drei Kanäle) laufen über (vorhandenes) 12-Kanal-Skope direkt in den Laptop
- Nach Angabe der verwendeten Wellenlängen, Berechnung und Addition der Einzelleistungen ist die normgerecht Berechnung dann eher eine Fleißaufgabe

Problem ist aktuell, dass die Messzellen bei höheren Leistungen recht schnell in die Sättigung gehen bzw. ernsten Schaden nehmen. Die Freunde von der Gaslaternenfraktion wissen, wie die Messzellen vor den alten Röhren nach einigen Jahren aussehen.
Besonders ärgerlich ist das, weil in der Kamera ein stufenweise verstellbarer Glasgraufilter verbaut war, der hier gute Dienste leisten könnte - wenn man ihn nicht leichtsinnig weggeworfen hätte ...


Ich sollte das Ding dringend einmal vom fliegenden Aufbau in ein Gehäuse zaubern und beim nächsten Treffen mitbringen - ähm realistisch wohl eher beim über-über-übernächsten.


Jedenfall definitiv ein weiteres colles Projekt, das Du laufen hast!
Gruß
Joe

Edit: "Auge" ist bei mir ein simples Blech mit einer 7mm Bohrung

[nr_lightning]

Danke Joe für deinen Wertvollen beitrag, finde ich toll das du dich da so einbringst.

Für das "Auge" sollen auch Monokristaline Photodioden bzw. Mini Solarzellen ( 1/8" ) herhalten, zumal diese enorm kurze Reaktionszeiten von wenigen ns haben.

Die Teile welche ich einsetzen möchte sollen auch möglichst gut erhältlich sein, daher scheidet ein "Suchen in der Bucht " leider aus...


Werde jetzt mal versuchen die Elektronik in den Teststatus zu bringen. Vieleicht kann ich nächste woche schon einen Prototypen bauen.

Gruß Nico

[murmeljoe]

Hallo Zusammen,

[...] sollen auch möglichst gut erhältlich sein [...]

Kein Problem - dann muss man eben Dichros zur Farbseparation nehmen - nicht die tollste Lösung, aber durchaus annehmbar.

Noch ein paar Erfahrungen:
Da die Zusammensetzung (RGB) des einzelnen "Tefferimpulses" nicht bekannt ist, kommst Du um eine Trennung und Einzelmessung in R+G+B nicht herum. Thermische Sensoren hätten dieses Problem natürlich nicht, sind aber - wie Du selbst sagst - viel zu träge.
Meine ersten Test habe ich mit einem Präzisions-Siliziumsensor von E.G. & G. gemacht (Auflösung 10 pW <- nein kein Schreibfehler). Auch dieser ist extrem wellenlängenabhängig, aber über den gesamten Leistungsbereich super linear.
ABER: Die Dinger sind mal richtig teuer (wenn man sie überhaupt bekommt) und der µC und/oder Laptop muss die Wellenlänge trotzdem berücksichtigen. Wenn ich also sowieso rechnen und kompensieren muss, macht die fehlende Linearität einer Minisolarzelle den Kohl auch nicht mehr fett.
Ich habe die Solarzellen übrigens aus 0€-Wegwerf-Scheckkarten-Solartaschenrechner-Werbegeschenken geklaut.

[off topic]
Manchmal (selten) erscheinen in der Bucht uralte Powermeter von E&EG. Um meine Gaslaternen auf Maxleistung zu trimmen gibt es nichts besseres: Extrem schnelle Reaktionszeit bei einem riesigen Messbereich (10 nW - 1000W) mit Topauflösung. Da reagiert die Anzeige schon beim Ansetzen des Schraubenschlüssels an der Resonatorplatte.

Wer also für ein paar Euro diese alte Militärtechnik bekommen kann, macht kaum etwas falsch ... oder kann mir ja Bescheid geben ...

EGG 460.jpg

[/off topic]

Bin auf Deine Ergebnisse gespannt!
Gruß
Joe

[nr_lightning]

Hi Joe

Danke für deinen Input, finde es Toll das du dein Wissen mitteilst, da könnte sich manch eriner was von abschneiden

Aber nicht das wir aneinander vorbei reden, das "Auge" soll "Erstmal" nicht zur Direkten leistungsmessung dienen.
Hauptsächlich zolle ich dem Teil 2 Funktionen zu

1. Die Impulsdauer des Eintreffenden Lichtstahls messen, also das was durch die 7mm Blende auf die Photodioden trifft.

2. Wäre eine Differentialmessung einer Laserquelle Denkbar.
Dazu vermisst man z.B. einen Grünen DPSS erstmal CW ( Via Tec Messkopf ), diesen Wert hat man nun im Hinterkopf.
Jetzt geht man mit gleicher CW Leistung auf das "Messauge" und Liest die Ausschlag höhe ab. Wenn ich nun mit eben diesem Laser Gepulst auf das Auge gehe, erhalte ich ja ebenfalls eine Impulshöhe ( nicht nur länge ) und von dieser Impulshöhe kann man sich Prozentual recht gut errechnen um wieviel der DPSS eingebrochen ist in seiner "Lichtleistung" ...

Das könnte dem ein oder anderem recht hilfreich dabei sein den TEC Treiber des DPSS vernünftig einzustellen ...

Oder denke ich da Falsch ?

Eine Leistungsmessung des "Mischstrahls " habe ich mit dem "Auge" Aktuell nicht geplant, somit sehe ich da noch nicht die notwendigkeit den Beam in seine bestandteile zu zerlegen !

Aber sehen wir mal was wir so zu stande bekommen können, vieleicht kommt ja noch die Initialzündung für einige Tolle Ideen.

PS: Mein hauptaugenmerk liegt Aktuell erstmal auf der TEC und Strom messung, das Auge ist noch zu "Unfertig" ...
Auf der Platine werde ich aber entsprechende Anschlüsse bedenken damit ein Nachrüsten möglich ist !

Ein Softwareupdate ist ja dank MC und USB Schnittstelle kein Thema

Gruß Nico

[murmeljoe]

Hi Nico,

verstanden! Von hier ...

Davon erhoffe ich mir speziell die Möglichkeit diverse Figuren einer Lasershow besser bewerten zu können, indem man das "Künstliche Auge" in den Beamverlauf bringt und dann die Impulszeiten z.B. an Figur Ecken zu messen.

... ist es ja nicht mehr weit, direkt nach DIN die Bestrahlungsstärke zu berechnen. Und in Deinem ersten Post schreibst Du ja selbst, dass hierfür nur noch die Eliminierung der Wellenlängenabhängigkeit fehlt.

Aber gut, ich werde geduldig warten, bis der erste Schritt erledigt ist!
Aber dann möchte ich den letzten (eigendlich kleinen) Schritt sehen: Ein kompaktes, günstiges, kalibrierfähiges Gerät zur Überprüfung der Einhaltung der MBZ.

Das würde so manche Diskussion hier deutlich vereinfachen ...

Gruß
Joe

[nr_lightning]

Wir Arbeiten dran Joe ... versprochen

Wenn die Basis richtig läuft wie ich mir das vorstelle, ist es ein leichtes sie noch etwas zu erweitern.
Es stehen noch 5 ADC`s 2 DAC`s und Diverse IO Kanäle offen zur verfügung

Aber ich bin kein Freund von vorlauten überzogenen versprechen die ich dann nicht halten kann ... von daher Step by Step

Meine Erfahrung hat auch mir gezeigt das viele Gute Projekte nunmal Wachsen müssen, ein One Shot Final Product ist mehr als Seltend

Gruss Nico

[medusa]

Meine spontane Eingebung beim Lesen war es, für das künstlche Auge einen billigen Imager-Chip aus einer Handycam oder so zu verwenden. Die sind wegen der hohen Stückzahlen ziemlich billig.
Idee: künstliches Auge mit künstlicher Linse und künstlicher Netzhaut ausrüsten. Dann kann man auch bei sehr verquerem Einfallwinkel beurteilen, welche Leistungsdichten das in der Nähe der Netzhaut punktuell ergeben würde.
Wird vielleicht vom Gesetz nicht verlangt und verlangt auch ein wenig mehr Hardware zum Auslesen der Pixel (Microcontroller), vielleicht aber interessant für die Version 3.0 Deines Meßgerätes.

Allgemein in jedem Fall: sehr coole Idee Nico!

~medusa.

[tb-303]

Hi Nico,

ein tolles Projekt!
Werde ich mit grossem Interesse weiterverfolgen.
Biete gerne meine Hilfe bei der Entwicklung an, jedoch hast du was Elektronik und Software betrifft,
einiges mehr auf dem Kasten als ich...

Gruss
Philippe

[guido]

Dito..wenn was ist...fragen.
Nur eine Referenz dafür zu finden dürfte nicht so einfach sein.
Dachte schon mal über den Kauf eines Kombiniertem Leistungs / Energiemessgerät nach..aber die sind ja
mal richtig teuer...

[nr_lightning]

PPPPuuuhhhhhhhhh ......

Jetzt habe ich das komplette Layout nochmal über den Haufen geschmissen, zu viele Dinge sind mir so durch den Kopf geschossen ...

Nunja, jetzt nimmt es wieder Form an und entwickelt sich so langsam immer weiter...

Was habe ich gemacht:

Nun ich habe das Ursprünglich vorgesehene 2x16 Zeichen Display gegen eine 128x64 Grafik Display getauscht, dafür war Natürlich ein komplett neues Pinning Notwendig.
Das Grafikdisplay sitzt jetzt auch Huckepack auf der Platine, so das man auch keine Nervige Verkabelung benötigt, sondern lediglich eine Stiftleiste.

Der geplante Stromsensor welchen ich getestet habe wurde nun gegen einen Getauscht mit ner höheren Verstärkung und externem Shunt..

Tja dann kan die Stromversorgung dran, mmhhhhhh was macht man da am besten um es Komfortabel zu halten.
Also habe ich das jetzt so umgebaut das die ganze Einheit auf Batterie ( 6-12V ) bzw. ext. Netzteil Läuft Und/Oder über USB Anschluss Versorgt wird.
Und das war ein ziemlicher Knackpunkt, Denn Die Umschaltung der Stromversorgung erfolgt ~ 5 Sekunden nach Anschluss an den USB Port, Dabei dürfen sich die Externe und Interne Versorgung natürlich nicht gegenseitig beeinflussen.... Das war schon ein lustiger Abschnitt und ich bin höllisch gespannt ob die Praxis auch so Funktioniert wie ich mir das vorstelle

Tests mir den Monokristalinen Solarzellen konnte ich auch schon machen, die machen auch keinen Schlechten Eindruck, habe sowohl kleine Zellen mit 2mm² Aktivem Bereich getestet als auch welche mit 20x23mm². Ich muss aber noch Testen wie sich das mit der Sättigung verhält ...


Tec oder Alternativen:
Also ich habe mir jetzt noch einen Thermosensor bestellt, mit dem werde ich mich mal befassen, sollte meine Theorie Stimmen könnte man damit in der Lage sein ein ziemlich schnellen Messkopf zu realisieren, Details dazu bekommt ihr von mir sobald ich genaueres sagen kann, muss mich da erst mal ran tasten.


Weitere Infos und Bilder gibt es dann nach meinem Urlaub ( bin ab heute Nacht Unterwegs ) !

Wollte euch nur Zeigen das es weiter geht ....

PS: Hier mal ein Bild des "Neuen" Halbfertigen Layouts, sieht zu oben dem schon etwas anders aus oder

LPM_new.JPG

Beste Grüße Nico

[fl-consult]

Hi Nico,

ein super Projekt, RESPEKT!
Da bei dir bis jetzt alles gut überdacht entwickelt wurde und du bereits Erfahrungen im LPM-Bau hast,
gebe ich dir hiermit gleich mal meine Bestellung

Viel Erfolg und viele Grüße,

Frank

[nr_lightning]

Hi Freaks

Ja das Projekt läuft natürlich noch weiter es kostet halt bisschen zeit so ein ding zu entwerfen, zumal ich ja kein Super Elektronik Guru bin.
Aber ich bin in den Finalen zügen !

Die Messkopf Endstufe ist Fertig...
Das Amperemeter ist auch soweit fertig...

Aktuell entwerfe ich den verstärker und die auswert logik für das Künstliche Auge.

Und dann ist Prototyping angesagt, ich werde hier dann paar Bilder von layout und dem Prototypen Zeigen.

Dann beginnt der Software part ( Also im Microcontroller ) den möchte ich natürlich mit möglichst vielen Funktionen vollstopfen ....

[nr_lightning]

So, nun habe ich das Prototypen Design fertig gestellt nd schonmal die Platine Geätzt....

Vorraussichtlich werde ich heute abend mit dem Löten beginnen, ich bin ja mal gespannt ob alles so Laufen wird wie ich mir das vorstelle

LMP_oberseite.JPG

LPM_unterseite.JPG

Besten Gruß Nico

[fesix]

Das ist bei Prototypen ja immer so die große Frage vor dem Einschalten

Werd das Projekt auf jeden Fall weiter mitverfolgen hier

[mR.Os]

Und wenn es funktioniert (*Daumen drück*) dann kommt ja auch noch die Software ...
ich hatte ein ähnliches, wenn auch nicht ganz so ambitioniertes Projekt vor, aber wenn es jemand anderes macht bin ich nicht unglücklich

Tolles Projekt, weiter so. Ich kann auch, wenn Hilfe irgendwo gewünscht ist, eventuell helfen.

[nr_lightning]

Es Lebt ..... Jaaaaa Es Lebt

Nach einem kleinen Rückschlag weil ich versehentlich nen Kurzen auf der Platine gebastelt habe ( Messspitze abgerutsch ) dabei hat es mir den 3,3V Festspannungsregler zerlegt.... Nach dem Austausch habe ich erstmal alles durchgemessen und es gab auch keine weitere Rauchentwicklung

Die ersten Messungen sehen so aus als würde alles Korrekt funktionieren.

Jetzt mache ich mich an die Software auf dem Microcontroller, das wird paar Tage brauchen.

Zeitglich will ich noch paar Messkopf Prototypen bauen und euch vorstellen...

Hier erstmal was für die Augen, Gewinnt so Natürlich keinen Schönheitspreis, aber jetzt soll es erstmal Funktionieren.

LPM_Oberseite_bestueckt.JPG

LPM_Unterseite_bestueckt.JPG

Der Displaytest war schonmal sehr erfolgreich, das Display sitzt Huckepack auf der anderen Platine auf !

PS: Ja das Display hat paar Pixelfehler, hatte ich noch irgendwo rumfliegen, zum Testen reicht es aber Momentan.

*EDIT* .... SCH..SSE .... Da ist ja noch voll der Schreibfehler drin, da Fehlt ein "r" ... ..Wird noch Gebugfixt

LPM_Display.JPG

LPM_Display_Unten.JPG

So, dann mal Weiter basteln .....

Besten Gruß Nico

[medusa]

"It's not a bug, it's a feature"

Super, Nico!

[nr_lightning]

Danke Medusa für das Lob


Jetzt könnte ich aber mal durchaus die Hilfe von einigen hier gebrauchen die etwas Mathe für mich übernehmen können, ich muss gestehen das ich grade etwas faul bin mir alle möglichen Formeln um die Ohren zu hauen.

Ich will versuchen die MZB zu berechnen...

Also mein Aufbau soll ja mit Hilfe des Künstlichen Auge und einer 7mm Blende die Impulslänge als auch die Wiederholrate pro sec messen. Wenn ich jetzt noch die Möglichkeit gebe dem Messgerät die Ausgangsleistung vom Laser als auch die Entfernung zum Laser einzugeben sollte eine Berechnung ja durchaus möglich sein.

Hat evtl. jemand Lust mich dabei etwas zu unterstützen, währenddessen Schreibe ich am Code für den MC weiter



PS: Bevor die Fragen aufkommen:
Ich will in meinen Testreihen versuchen das Künstliche Auge so auszuwerten das eine Reelle MZB Bewertung möglich wird.
Angenommen ich Messe den Laser einmal CW vorm Austritt ein und setze das als meine 100% Output Marke. Dann sollte ich ja auf Distanz und mit Steigender Nebelmenge nur noch einen X% Satz vom eingemessenem CW im Auge ankommen.
Da ich Sowohl die Pulsweite, Wiederholrate an einem Pin des MC einfange als auch die Impulshöhe per ADC einlese sollte sich daraus was stricken lassen denke ich.....

Naja vielleicht habt ihr ja noch Ideen ...


Besten Gruß Nico

[fesix]

Ekkard wüsste bestimmt Rat

Ansonsten mal den TÜV-Gutachter des Vetrauens zu einer Vergleichsmessung zitieren

[nr_lightning]

Hi Freaks


Nur mal ein Kurzer Status bericht !

Also das Projekt läuft weiter, habe noch ein paar kleine schaltungsprobleme welche ich grade versuche zu lösen, der 12bit ADC ist mir noch etwas zu unruhig, er springt um 2-5 digits ( 0,00131 V pro digit -> 0,0026-0,0065V ) das Oszi zeigt mir ein noch ein leichtes Rauschen nach der ref. Spannungsquelle !

Arbeite an dem Projekt immer Stückchenweise weiter


PS: Schade das sich noch keiner unserer Zahlenjongleure mit in die Berechnung des MZB mit eingebracht hat evtl. doch noch jemand Lust ?


Grüße

[dyak]

Ich sehe gar keine Abblockkondensatoren am µC? Ist Vcc und Avcc voneinander getrennt? Avcc mit LC extra gefiltert?
Bei genauen ADC Messungen kann es schnell mal hässlich werden

[nr_lightning]

Hi

Doch ein Abblock Kontensator ist da ( beim Stepdown ) wo der µc versorgt wird, war aber selber am überlegen an jeden der vcc pins einen hin zu setzen, auch wenn die da nicht Aktiv versorgt werden !

Avcc wird natürlich durch einen LC Filter geschickt ( 10µH und 100nF sowie nochmal 2,2µF )

naja werde mal bisschen was testen !

PS: Danke für die Tipps !

[goamarty]

Was meinst du mit "nicht aktiv versorgt werden"? Natürlich gehört an jeden Vcc Pin ein Kondensator. Das ist zumindest bei uns in der Firma eine Grundregel - aber ich kanntedsie schon vorher Wenn es sich nur um einen herausgeführten internen Spannungsregler handelt, dann umso mehr. Der Kondensator ist dann oft der einzige Zweck eines solchen Pins. Ansonsten gehören üblicherweise alle Vcc Pins "aktiv versorgt" und mit C abgeblockt. Die internen Leitungen im Chip sind oft zu hochohmig, deswegen gibt es mehrere Vcc Pins, welche zwar intern verbunden sind, aber auch extern alle zusammengeführt werden müssen.
Sollte ich dich mißverstanden haben und Bekanntes erzählen, dann verzeihe mir das bitte.

[nr_lightning]

Hi Goamarty

Ja da hast du etwas missverstanden, es sind Alle vcc Pins aktiv versorgt.
Es liegt jetzt aber nicht an jedem vcc pin ein Kondensator an !

Aber davon abgesehen habe ich mit der Versorgung ja nun keine Probleme, nur der 12bit ADC welcher um 2-5 digits ( 0,00131 V pro digit -> 0,0026-0,0065V ) springt.

Grüße

[goamarty]

Ich würde trotzdem bei jedem Pin einen hinhängen! Vielleicht brauchst du auch ein eigenes LC Filter vor der Digitalversorgung. Je nach Frequenzbereich kann es kapazitives Übersprechen im Chip zwischen den Versorgungsdomains geben. Kannst du bei einer Serie von ADC Messungen eine Spektralverteilung der Störung erkennen? Manche µCs haben einen "ADC Noise reduction mode", was nichts anderes bedeutet, als das man den ganzen µC für die Zeit der Messung in Sleep- oder Standby Mode versetzt (und er daraus auch schnell wieder aufwachen kann). 12Bit sind doch eine ordentliche Auflösung. Letztlich die gleiche wie bei einem 3 1/2 stelligen DVM. Das misst aber nur alle 1/2 Sekunden und mittelt aufgrund des Integrator Meßprinzips. Du willst immerhin 1mV Auflösung.

Ich würde diese "noise reduction" Techniken aus Datenblatt und relevanten Appnotes einmal ausprobieren, auch wenn manches für den endgültigen Betrieb vielleicht nicht ganz praktikabel erscheint. Wenn nötig (und möglich) kannst du auch über eine Reihe von Messungen mitteln. Kann der ADC laut Datenblatt effektive 12 bit?
Zu klären ist natürlich auch, ob deine zu messende Spannung, welche mit 2-5 dig Ungenauigkeit rüberkommt wirklich sauber genug ist, oder der ADC einfach brav misst, was am Eingang anliegt.
Ist die Referenz sauber genug?

Ich habe einmal an einem Meßsystem mittentwickelt, wo wir mit dem internen ADC eines PIC Auflösungen im sub mV Bereich (ca. 0,02mV) erzielt haben. Da wurde allerdings ordentlich gemittelt und der Step Down Konverter bekam einen linearen Nachregler. Wenn es nach einem (erfahren) Kollegen ginge, dann hätten wir gar keinen StepDown verwendet. Ich weis allerdings nicht, wie ich dann 100 Meßgeräte mit jeweils 35-70m Buskabel dazwischen über eben jenes versorgen hätte sollen. Am Anfang des Kabels gab es 50-60V, am Ende 5V. Und das nur, wenn jedes Gerät die gleiche Leistung (also I=P/U) aufnahm. Mit linearer Regelung von bis zu 60V auf 5V hätten aber alle den gleichen (maximalen) Strom (I=P/5V) aufgenommen und ich hätte 5km "Starterkabeln" verlegen müssen. Im Feldeinsatz mit regelmäässigem Neuaufbau, teilweise mehrmals pro Tag, wäre das lästig geworden. Die Kabel waren so schon schwer genug.