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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Mikrocontroller mit 16Bit ADC


Autor: Luky S. (luky)
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Hallo!
Ich bin auf der Suche nach einen "Nachfolger" für den AT91SAM7S, welcher 
in einem Projekt zusammen mit einem externen 16Bit Wandler verwendet 
wird.
Nun möchte ich das System verkleinern und bin daher auf der Suche nach 
einem Controller mit eingebautem 16Bit ADC (min. 500ksps)
Damit die Sache nicht zu einfach wird, sollte er auch noch genügend RAM 
für 4096 Messwerte (also min. 10kB) haben sowie über einen Taktausgang 
mit min. 50MHz, besser wären aber mehr (max. 75MHz, für einen AD9834 
DDS) verfügen.
Als Schnittstellen zur restlichen Außenwelt sind eigentlich nur eine 
UART und ein paar freie Pins nötig, der Controller bräuchte sonst also 
nicht viele Anschlüsse. Vor allem auf externes RAM / Flash möchte ich 
unbedingt verzichten.
Die Rechenleistung ist im Grunde kein wichtiges Entscheidungskriterium, 
da er eben die 4096 Werte Sampeln und dann ohne Zeitdruck auswerten 
soll.
Wichtiger wäre mir da schon eine brauchbare und für Studenten kostenlose 
Entwicklungsumgebung.

Autor: Josef Warta (josefwa)
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Es gibt in der MSP430 Familie einige Derivate mit 16-bit Delta-Sigma 
Wandler. Hab aber nicht geprueft, ob die Sampling Rate ausreicht. 
Ansonsten gibt's den Compiler bis 16 KByte kostenlos und auch Emulatoren 
sind guenstig.

http://focus.ti.com/mcu/docs/mcuprodoverview.tsp?s...

Autor: Christoph Budelmann (Firma: Budelmann Elektronik GmbH) (christophbudelmann) Benutzerseite
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Josef Warta wrote:
> Es gibt in der MSP430 Familie einige Derivate mit 16-bit Delta-Sigma
> Wandler.

Die machen die hohen Taktraten aber nicht mehr mit.

Autor: Karl (Gast)
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Von AD sollte es sowas auch geben, mit ARM7 Kern sogar schon beinahe 
artverwandt. Allerdings sind die AFAIK nicht so flott. 75 MHz packen die 
auf keinen Fall.

Autor: Luky S. (luky)
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Analog hat die ADuC Mikrocontroller, die haben einen 12Bit 1MSPS ADC und 
erreichen 42MHz. Neben den STM32 Cortex mit ebenfalls 12Bit ADC (und 
72MHz) waren das meine Ausweichmöglichkeiten, welche eigentlich alles 
erfüllen, bis auf ca. 2 Bit zu wenig ADC-Auflösung.

Autor: Luky S. (luky)
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Es gibt von Analog auch Controller mit 16BitADC und sogar 24Bit 
Delta-Sigma Wandler, allerdings ein paar Geschwindigkeitsstufen zu 
langsam.
Nachdem ich leider keinen passenden Controller gefunden habe muss ich 
meine Anforderungen etwas umstellen:
Ich suche nun ein System aus Mikrocontroller und dazu passendem 16Bit 
ADC welches möglichst schnell (>=1MSPS, max. 5MSPS) 4096 Samples misst, 
im internen RAM zwischenspeichern kann und mit einer USART mit der 
Außenwelt kommuniziert. SPI zum ansteuern des DDS wäre wünschenswert, 
aber auch in Software implementierbar.
Unbedingt nötig ist jedoch ein Taktsignal >= 48MHz und <=75MHz möglichst 
ohne viele externe Bauteile. Das gilt auch für den Rest der Schaltung. 
Darüberhinaus muss eine zweilagige Platine genügen und eine gratis 
Entwicklungsumgebung wäre auch nett.

Autor: Arc Net (arc)
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> Ich suche nun ein System aus Mikrocontroller und dazu passendem 16Bit
> ADC welches möglichst schnell (>=1MSPS, max. 5MSPS) 4096 Samples misst,

Wenn die Anzahl an Samples reduziert werden kann, oder auch ext. RAM in 
Frage kommt: C8051F06x, 2x 16-Bit ADC 1 Msps
https://www.silabs.com/products/mcu/mixed-signalmc...

Takt des Controllers min. 16 MHz - 80 MHz (wenn der ADC seriell 
angebunden wird), int. RAM 8 kiB + x. D.h. ziemlich viele ARM7/ARM9, 
Cortex-M3, eCOG1X, dsPIC, PIC32 und div. Teile von Renesas, Fujitsu.
Zum AD-Wandler siehe unten.

> Unbedingt nötig ist jedoch ein Taktsignal >= 48MHz und <=75MHz möglichst
> ohne viele externe Bauteile.

Beliebiger Festfrequenz-Oszillator Baugrößen bis hinunter zu
2.0 mm x 1.6 mm. Besser erhältlich sind solche in den nächstgrößeren
Standardgrößen (2.5 x 2.0 und 3.2 x 2.5).
Z.B. sowas http://www.abracon.com/Oscillators/ASEseries.pdf

> Darüberhinaus muss eine zweilagige Platine genügen

Kann u.U. funktionieren, hängt aber stark von den Anforderungen ab und 
da fehlt ausser der Angabe 16-Bit/1 Msps ziemlich viel. Z.B. geforderte 
rauschfreie Auflösung, SNR/SINAD, INL, DNL, Eingangsspannungsbereich, 
welches Eingangssignal etc.

> und eine gratis Entwicklungsumgebung wäre auch nett.

Kostenlose IDEs + Compiler gibt's eigentlich für alle Controller, nur 
die Debug/JTAG-Tools können (sehr) teuer sein.

Autor: Luky S. (luky)
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Externes RAM ist aufwändig und daher möglichst zu vermeiden.
Anforderungen an das Gesamtsystem wären min. 14 ENOBs, das 
Eingangssignal hat max. 1V Amplitude, es kann aber noch eine Vorstufe 
vorgeschaltet werden.
Beim SAM7 hat mir der integrierte Taktcontroller gefallen, mit dem man 
bis zu 3 Frequenzen (Max. Systemtaktfrequenz) ausgeben kann incl. 
Vorteiler.

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