Hallo, ja ist ein etwas dummer Betreff aber ... ich soll ein Signal das von 0 bis ca. 12 V geht digitalisieren. In 16 Bit und 1 MSample/s. Die schnellsten Frequenzen die vorkommen liegen aber deutlich drunter, wohl so zwischen 50kHz und 100kHz. Was noch wünschenswert ist ist eine variable Verstärkung weil das Signal manchmal eben nur sehr klein ist (mehrere 100 mV). Jetzt gibt es ADCs wie den ADS8681 die schon selber 0 bis 12 V am Eingang sehen können, kann man verwenden, aber was macht man dann mit kleinen Signalen? Ist es da möglich/praktikabel einen ADC mit kleinerem Eingangsbereich (z. B. 0 ... 1 V) zu verwenden und die Eingansspannung herunterzuteilen? Ich dachte mir das als Spannungsteiler mit mehreren Abgriffen die dann über einen analog MUX auf den ADC geschalten werden. Oder gleich ein Digitalpoti und eben keinen MUX. Wie ist da die übliche Vorgehensweise? Wie würdet Ihr das bauen? Vielen Dank!
Also mit nem AVR würde ich 0-12V auf 5V runterteilen und an ADC0. 0-5V an ADC1 Bei ADC0 anfangen zu messen, falls Wert unter 426(von 1024): MUX umschalten auf ADC1. Falls Wert unter 42: 10x Verstärkungsmodus einschalten. Das wäre so die grobe Vorgehensweise.
Gustl B. schrieb: > In 16 Bit und 1 MSample/s. Das heisst bei einem Spannungsteiler solltest du mindestens 0,01% Grundgenauigkeit haben und er sollte kapazitiv abgeglichen sein, sonst hast du einen Tief oder Hochpass. Gustl B. schrieb: > Oder gleich ein Digitalpoti Na ja dann kannst du gleich mit 8 Bit samplen, bessere Genauigkeit hast du dann eh nicht mehr. Ich würde eher sehen ob ich einen hochgenauen Teiler bekomme und den dann per Relais vorschalte oder direkt mit dem Signal auf den A/D Wandler gehe. Es gibt A/D Wandler mit programmierbarer Verstärkung. Die würde ich nehmen wenn kleinere Signale verstärkt werden sollen.
Gut mit AVR kenne ich mich nicht aus, ich würde da einen eigenständigen SPI-ADC verwenden. Dann gibt es da Amplifiers with Digitally Programmable Gain wie z. B. http://www.linear.com/product/LTC6911 Sehe ich das richtig, dass das Gain da nicht verstärkt sondern abschwächt? Damit könnte ich dann einen ADC mit 1V Eingansbereich nehmen und die 12V darauf abschwächen. Wenn aber das Signal nur wenige 100 mV sind nehme ich Verstärkung 1 und reiche das an den ADC durch. Der Andere schrieb: > Das heisst bei einem Spannungsteiler solltest du mindestens 0,01% > Grundgenauigkeit haben Naja, der exakte Wert ist mir egal also der genaue Spannungwert. Ich will aber dass das linear ist bei einer eingestellten Verstärkung/Spannungsteilung. Der Andere schrieb: > Na ja dann kannst du gleich mit 8 Bit samplen, bessere Genauigkeit hast > du dann eh nicht mehr. Wieso? Was meinst Du mit Genauigkeit? Rauschen die so stark oder was ist mit denen? Wenn das statt z. B. 1 kOhm sann 1,1 kOhm ist mir das egal solange das auf der Einstellung immer die gleichen 1,1 kOhm hat. Der Andere schrieb: > Es gibt A/D Wandler mit programmierbarer Verstärkung. Die würde ich > nehmen wenn kleinere Signale verstärkt werden sollen. Hast Du da ein Beispiel? Der von mir schon erwähnte http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads8681.pdf hat das ja auch aber eben nicht wirklich viele Verstärkungen.
:
Bearbeitet durch User
Selektor: http://www.linear.com/products/Precision_ADCs Vielleicht sowas: http://www.linear.com/product/LTC2338-18 Bei 18 Bit würde ich gar nicht mehr mit einem Spannungsteiler arbeiten. Eine Ungenauigkeitsquelle weniger.
Das ist witzig, den Stein hatte ich mir auch schon angeguckt, aber da wusste ich noch nicht, dass mein Eingangssignal nur zwischen 0 und ca. 12V liegt. Wenn ich bei dem die interne Referenz verwende bekomme ich ±10.24V als Spannungsbereich. Von den 18 Bits nutze ich also dann nur 17. Verwende ich eine externe Referenz von 1,25V erhalte ich mit dem internen x2 Referenz Buffer ±6.25V als Spannungsbereich. Das würde passen, muss ich aber noch verschieben so dass der zwischen 0 und 12,5V liegt. Da müsste ich einen Offset dazuaddieren am besten noch mit Buffer vor dem ADC.
Gustl B. schrieb: > In 16 Bit und 1 MSample/s. Die schnellsten Frequenzen die vorkommen > liegen aber deutlich drunter, wohl so zwischen 50kHz und 100kHz. Sind die denn schon per Tiefpass gefiltert? Wenn nein, erfordert ein Faktor 10 mit einfachem RC schon genaue Dimensionierung. > Was noch wünschenswert ist ist eine variable Verstärkung weil das Signal > manchmal eben nur sehr klein ist (mehrere 100 mV). Möchtest Du die, oder ist es wirklich Anforderung? Vielleicht sind die 16 Bit nur deshalb, um kleine Spannungen dennoch genug aufzulösen. Du bist schon bei 200µV. Eine Umschaltung bewirkt oft höhere Fehler. In den allermeisten Fällen macht es wenig Sinn, eine spezial ADC für höhere Spannungen zu verwenden. Ein Spannungsteiler, richtig dmensioniert und mit entsprechenden Cs ist meist einfacher. Ausnahmen evt. bei sehr hochohmigen Quellen, die nicht belastet werden sollen. Aber auch da ist meist ein einfacher Spannungsfolger oder gleich Verstärker < 1 sinnvoller. Eine Umschaltung beim Spannungsteiler oder Verstärker erfolgt einfach durch parallelschaltung weiterer Widerstände, per Transistor oder direkt per µC-Pin (Abhängig vom R)
Achim S. schrieb: > Sind die denn schon per Tiefpass gefiltert? Weiß ich nicht. Ich hab mir das Signal mit dem Oszi angeguckt und da war kein Gezappel mit hoher Frequenz. Also diesesmal ist das so: Es wird in einem TEM (Transmissionselektronenmikroskop) über/durch die Probe gerastert mit >=1 us/Pixel. Der Strahl gelangt unter der Probe auf Detektoren (mehrere) wie Photodioden. Die sind an einem extra Gerät (A) angeschlossen das schon einstellbare Verstärkung macht und Strom in Spannung wandelt. Die Ausgänge davon haben 0 bis ca. 12V. Das geht dann in ein weiteres Gerät (B) das nochmal einstellbare Verstärkung hat, aber das hat auch leider nur 2,7 V/us Steigrate und ca. 100 kHz Bandbreite. Danach geht das Signal in eine Karte mit ADCs. Bisher ist das auch alles OK, aber die ADCs Software mit der derzeit verwendeten leider nicht quellofenen ADC-Karte ist sehr langsam. Also das Aufnehmen eines Bildes 2048x2048 Pixel dauert sehr lange (Minuten). Mit der Steigrate von 2,7 V/us bei 12 V Spannungsänderung an starken Kontrastkanten der Probe ist man auch limitiert. Für eine einfache (nicht so schöne) Bildvorschau würden wir gerne mit so 1 us/Pixel rastern. Soll tatsächlich eine Aufnahme zu Messzwecken gemacht werden wählt man dann eben z. B. 10 us/Pixel. Dann ist das Signal nochmal deutlich niederfrequenter, man kann dann trotzdem schnell sampeln und Werte mitteln. So wie ich das verstanden habe geht es aber nicht drum die Spannung möglichst genau zu messen im Sinne von "das sind jetzt 1,2345 V" sondern nur darum eine Hohe Auflösung zu haben. Damit man später bei den Daten kleine Details im Bild noch sehen kann indem man z. B. einen kleineren Wertebereich auf den vollen Helligkeitsbereich skaliert. Wir würden gerne das Gerät (B) loswerden, das beschränkt das Signal und macht es auf jeden Fall auch nicht besser. Achim S. schrieb: > Möchtest Du die, oder ist es wirklich Anforderung? Vielleicht sind die > 16 Bit nur deshalb, um kleine Spannungen dennoch genug aufzulösen. Du > bist schon bei 200µV. Eine Umschaltung bewirkt oft höhere Fehler. Derzeit werden 15 Bit verwendet (nur die positive Hälfte eines ADCs) und man hat noch extern in Gerät (B) die einstellbare Verstärkung (in 3 festen Stufen). Was meinst Du mit Fehler? Der absolute Spannungswert ist mir egal, ich will nur Auflösung. Achim S. schrieb: > In den allermeisten Fällen macht es wenig Sinn, eine spezial ADC für > höhere Spannungen zu verwenden. Ein Spannungsteiler, richtig > dmensioniert und mit entsprechenden Cs ist meist einfacher. Sehe ich auch so, aber wie mache ich das mit der Verstärkung? Einen programmable gain amplifier davor? Ich tendiere ja zum Spannungsteiler mit mehreren Abgrifen und dann einem MUX oder wie Du schreibst: Achim S. schrieb: > Eine Umschaltung beim Spannungsteiler oder Verstärker erfolgt einfach > durch parallelschaltung weiterer Widerstände, per Transistor oder direkt > per µC-Pin (Abhängig vom R) Da würde ich dann einen Teiler z. B. mit
1 | >------------ |
2 | | | | | |
3 | 0 1k 9k 99k |
4 | | | | | |
5 | ------------------> |
6 | | |
7 | 1k |
8 | | |
9 | GND |
bauen. Aber dann kommen bei 99k zu 1k und 12V am Eingang nurnoch 120 mV am ADC an. Das muss dann wieder verstärkt werden auf z. B. 2 V um den ganzen Eingangsbereich auszusteuern. Dafür könnte man eben mit der selben Verstärkung auch kleine Signale von nur 120 mV und Spannungsteiler 0 zu 1k messen. Oder sollte man lieber einen festen Spannungsteiler von eben 99k zu 1k bauen und dahinter einen programmable gain amplifier setzen?
Wenn es sich um pixeldaten handelt, natürlich kein Tiefpass nach abtasttheorem. Sondern 5Tau << 1us, da vermutlich unsynchronisiert. Spannungsteiler eher gegen gnd, zB
1 | -----
|
2 | |
|
3 | 10k |
4 | |
|
5 | ------------------------>Signal out |
6 | |. |. | |
7 | 100k 10k. 1k |
8 | |. |. | |
9 | Gnd. T1. T2 |
Mit t1 und t2 werden 12V zu ~1,2V, 6V oder 12V, als Beispiel für einen etwa 2V adc Ebenso müsstest du auch Cs zuschalten, um mir 10us oder 1us zu messen.
Achim schrieb: > Sondern 5Tau << 1us, da vermutlich unsynchronisiert. Was meinst Du damit? Was sollte auf was synchronisiert sein oder auch nicht? Achim schrieb: > Mit t1 und t2 werden 12V zu ~1,2V, 6V oder 12V, als Beispiel für einen > etwa 2V adc Das ist schon etwas, ja, aber kleinere Signale am Eingang werden dadurch nie größer. Sprich wenn mal nur 200 mV am Eingang anliegen werden die nicht auf 2V verstärkt und steuern so den ADC nicht voll aus. Wie macht man das üblicherweise, einen Verstärker mit fester Verstärkung vor den ADC schalten und eben die 12V noch weiter runterteilen? Also statt der Widerstände 100k, 10k und 1k dann 1k 100 und 10. Ist halt auch irgendwie doof das zuerst runterzuteilen und dann wieder zu verstärken ... Und welchen ADC sollte ich da nehmen? Mit 1 MSample/s und SPI Interface gibt es zwar ein paar aber die Entscheidung für ein Modell fällt mir trotzdem schwer.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.