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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verschaltung Analog-Multiplexer mit 24-Bit-ADC


Autor: Steffen I. (echo)
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Moin,

ich plane einen 24-bit-ADC eingangsmäßig mit einem 
CMOS-Analog-Multiplexer zu verschalten um mit einem ADC mehrere 
verschiedene Spannungen nacheinander messen zu können. Ich hab mich 
anhand der Appnote von Maxim schon ein bisschen eingelesen: 
http://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/an_pk/638

Der ADC: LTC2440, als Multiplexer wollte ich den 16-fach Multiplexer 
ADG706 verwenden.

Die Fragen die ich jetz habe: Wird mein Vorhaben theoretisch soweit 
funktionieren (also ist die verschaltung eines Analog-Switches mit einem 
hochauflösenden ADCs logisch)? Wieweit sinkt die messbare Auflösung des 
ADCs durch den Analog-Switch?

Soweit ich lesen konnte sind es nur die Ohmschen Widerstände der 
Switches die die messung verfälschen könnten (Charge Injection ist egal 
da meine Messfrequenz bei ca 6Hz liegen, maximal bei 880Hz). Könnte man 
bei diesen niedrigen Messfrequenzen die Kanalwiderstandsdifferenzen und 
generell den Kanalwiderstand insofern kompensieren das man einen kleinen 
Kondi an den ausgang des Mux gegen ground hängt, sodass dieser die 
messspannung puffert? Die Messspannungen bewegen sich um 1V (z.B. PT1000 
an 1mA Konstantstrom)

Mit freundlichen Grüßen,

Steffen

Autor: aha (Gast)
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Was spricht dagegen, einen 24bit ADC zu verwenden, der den Multiplexer 
bereits eingebaut hat ? Ich wuerd mir das nicht antun. Da kann man nur 
verlieren.

Autor: Steffen I. (echo)
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Hmm,

ich hab eben nochma nachgeguckt ob es solche 16-channel-24-bit-ADC für 
kleines budget mit dem selben Datenprotokoll gibt welches ich bereits 
verwende. Es gibt sie^^. Ich denke daher das ich den LTC2498 kaufen 
werde, wobei mich aber trotzdem interessiert wie man das professionell 
wie im ersten post macht wenn es unumgänglich ist.

MfG Steffen

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo Steffen,

> Die Fragen die ich jetz habe: Wird mein Vorhaben theoretisch soweit
> funktionieren (also ist die verschaltung eines Analog-Switches mit einem
> hochauflösenden ADCs logisch)? Wieweit sinkt die messbare Auflösung des
> ADCs durch den Analog-Switch?
Ich selbst verwende den ADG706 mit Ultraschallsignalen 100µV/3MHz. Dabei 
interessiert mich eine mögliche Verschiebung der Gleichspannung herzlich 
wenig, wohl aber das Rauschen.
Du mißt an einem PT1000. Dir geht es wahrscheinlich eher um 
Driftvorgänge, da es auf den Absolutwert der Spannung ankommt. Rauschen 
kannst Du zeitlich herausmitteln.
Außerdem stellst Du Dir Fragen hinsichtlich der Kanalwiderstände.

Zunächst ist die Frage, wie Du den PT1000 verschalten möchtest.

a) Nur, wenn durch den ADG706 überhaupt ein Strom fließt, wirkt sich der 
2,5 Ohm-Widerstand überhaupt aus. Daher ist die Frage, ob die 1mA 
überhaupt durch den Schalter fließen.
Kannst Du dazu eine Schaltung angeben?

b) Versorgst Du den PT1000 mit Gleichspannung oder mit Wechselspannung. 
Wechselspannung hat den Vorteil, daß Dir Driftvorgänge egal sein können. 
Gleichspannung erleichtert die Verdrahtung.

c) Welche Gründe sprechen gegen mechanische Schalter (d. h. Relais)?


Gruß,
  Michael

Autor: aha (Gast)
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Mechanische Schalter... haben ein Problem mit kleinen und kleinsten 
Stroemen. Fruher haette man quecksilberbenetzte Reedrelais verwendet, 
die kamen aber seit dem RoHS aus der Mode.

Autor: Steffen I. (echo)
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Moin,

der PT1000 wird mit Konstantgleichstrom von 1mA bestromt, es kann damit 
direkt über eine 4-Leiter-Messung eine Spannung von ca 1V bereitstellen. 
Es würde also nur ein sehr kleiner Strom durch den ADG fließen. Rauschen 
kann ich zeitlich rausmitteln über Mittelwertbildung ja, daher ist mir 
die absolute Spannungsgenauigkeit wichtig.

Muss ma guckn wo ich den LTC2498 günstig herkrieg, bei HBE komm ich 
sonst wieder mit versand auf 30 euro für nen 10-euro-IC. Würde mich 
freuen wenn den jemand für mich mitbestellen könnte wenn er was bei HBE 
oder Farnell bestellt, werde aber auch nochma explizit im forum gucken 
ob nich grade ne Farnell-Sammelbestellung oder so läuft.

Kenn die Probleme mit mechanischen Schaltern auch: Ausbilder hatte da 
auch paar Anekdoten bezüglich seines Relais-Mehrfach-Thermometers zur 
Messung der genauen Temp von vielen Quellen. Bei jedem Klacken hatten 
die n anderes messergebnis^^.

MfG Steffen

Autor: Ras Funk (rasfunk)
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24-Bit ADCs sind immer als Sigma-Delta realisiert. Wegen des internen 
(digitalen) Filters entsteht eine Verzögerung - insofern muss man beim 
MUXen darauf achten, dass man dem Filter nach dem Umschalten genug Zeit 
gibt, sich wieder zu stabilisieren.

Ich habe zwar noch nicht mit genauen "Quasi-DC" Signalen zutun gehabt, 
aber 24-Bit ADC klingt immer erstmal suspekt ;-) Mehr als 16 - 18-Bit 
kriegt man üblicherweise nicht hin, mal ganz abgesehen von der 
Sensorgenauigkeit.

Autor: Frank Hans (gowi)
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Ras Funk schrieb:
> 24-Bit ADCs sind immer als Sigma-Delta realisiert. Wegen des internen

Nein, der AD7767 ist zum Beispiel ein SAR-ADC.

Autor: Anja (Gast)
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Hallo,

> Könnte man
> bei diesen niedrigen Messfrequenzen die Kanalwiderstandsdifferenzen und
> generell den Kanalwiderstand insofern kompensieren das man einen kleinen
> Kondi an den ausgang des Mux gegen ground hängt, sodass dieser die
> messspannung puffert?

Am Ausgang eines Multiplexers hat ein Kondensator nichts verloren.
Bei jedem Umschaltvorgang werden Ladungen auf den Nachbarkanal 
verschleppt.
So hat man ganz schnell böse Fehler die noch dazu abhängig von der 
Spannung am Nachbarkanal sind.

Der LT2400 verträgt Quellimpedanzen bis ca 5 kOhm. Da macht selbst der 
billigste Multiplexer (CD4051) wenig aus.
Falls doch (weil die Quellimpedanz zu hochohmig ist), dann ist auf jeden 
Fall ein Pufferverstärker die bessere Lösung.

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