www.mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik uC mit ADC und Verstärkung on chip


Autor: Matthias W. (matt007)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Zur Messung kleiner Signale z.B. von Thermoelementen
oder auch an einem Shunt kann man externe Bauteile
einem uC vorschalten wie z.B. Instrumentenverstärker.

Der Nachteil sind die Kosten und die
Abweichung bei Temperaturänderung.

uC-interne Lösungen haben den Vorteil, daß Fehler
wie Offset und Gainerror ggf. on chip ausgeglichen
werden können, wenn der Hersteller so etwas vorgesehen hat.

Welche uC-Bausteine gibt es denn mit einer brauchbaren
Aufbereitung kleiner differenzieller Spannungen?

Der ATmega169 auf dem Butterfly hat keinen Verstärker drauf.
Das Umschalten der Referenz dauert recht lange, weil
auf dem Board an AREF 200nF hängen.

Manche ATtinys haben differenzielle ADC-Kanäle
mit einstellbarer Verstärkung.
Leider ist da wohl der Speicherplatz recht klein.

Beim ATmega16 gibt es programmable gain mit 10x und 200x.
Ist das denn von der Genauigkeit her brauchbar?

Wie sehen denn da die MSP430 aus?
Kann da jemand was sagen?
Preisgünstig scheint mir der F478 (5.63 bei Digikey).

Matthias

Autor: Floh (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Matthias W. schrieb:
> Welche uC-Bausteine gibt es denn mit einer brauchbaren
> Aufbereitung kleiner differenzieller Spannungen?

so ziemlich jeder heute käufliche AVR hat differentielle Eingänge für 
den ADC. Einfach mal bei den für dich interessanten AVRs schaun.
:-)

Autor: Büroinventar (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Silabs C8051F da gibts so ziemlich alles was du suchst...

Autor: Matthias W. (matt007)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Floh schrieb:
> so ziemlich jeder heute käufliche AVR hat differentielle Eingänge für
> den ADC. Einfach mal bei den für dich interessanten AVRs schaun.

Diese Eingänge gibts in der Tat.
Nur leider fehlen halt die brauchbaren Verstärker.

Beim ATmega16 steht im Datenblatt etwas davon,
daß dann, wenn man die Verstärkung nutzt von den
10bit noch 7-8bit verbleiben.

Matthias

Autor: Floh (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Matthias W. schrieb:
> Beim ATmega16 steht im Datenblatt etwas davon,
> daß dann, wenn man die Verstärkung nutzt von den
> 10bit noch 7-8bit verbleiben.

Die Frage ist halt immer, was du messen willst. Die eierlegende 
Wollmilchsau wirst du nicht kaufen können.

Deswegen gibts ja grad spezielle ADCs, die darauf getrimmt sind, 
Unterschiede im uV-Bereich aufzulösen.
:-)

Autor: Interesierter (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Also bei den MSP430 Hast du erstmal die Wahl zwischen einem Sigma Delta 
AD Wandler mit 16 Bit (ist recht langsam aber sehr genau) und 12 Bit ADC 
Slope Wandler welche recht schnell sind.
Weiterhin gibt es beim MSP430 welche die haben bis zu 3 
Operationsverstärker mit auf dem Chip. Mit dennen kannst du dann das 
Signal verstärken, vorher.

Autor: Frank K. (fchk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Matthias W. schrieb:

> Welche uC-Bausteine gibt es denn mit einer brauchbaren
> Aufbereitung kleiner differenzieller Spannungen?

Schau mal bei Cypress die PSOC Geschichten und bei Analog Devices die 
ADuC an. Prozessorkern ist entweder 8051 oder ARM.

fchk

Autor: Matthias W. (matt007)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Büroinventar schrieb:
> Silabs C8051F da gibts so ziemlich alles was du suchst...

das hört sich gut an wenn die Genauigkeit passt.
Schön finde ich, daß es da viel ADC und DACs gibt.
Leider erscheinen die Teile teuer. Der F041 steht
mit 10.32 bei DigiKey.

Zu den Stromsparmöglichkeiten weiß ich bisher wenig.
Die Development Kits gehen bis 199.- und einen
extra Debug-Adapter brauchts da auch noch. Für die
AVR und MSP habe ich da halt schon etwas.

Matthias

Autor: Matthias W. (matt007)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Floh schrieb:
> Die Frage ist halt immer, was du messen willst. Die eierlegende
> Wollmilchsau wirst du nicht kaufen können.

das habe ich auch nicht vor.
Wenn ich merke, daß die internen Möglichkeiten
wenig tauglich sind baue ich notgedrungen extern
was dran.

> Deswegen gibts ja grad spezielle ADCs, die darauf getrimmt sind,
> Unterschiede im uV-Bereich aufzulösen.

Es gibt ja Messkarten von NI, DataTranslation etc.
die teilweise auch direkten Anschluß von Thermoelementen
erlauben. Mich würde mal interessieren, was die da für
Teile im Eingangsteil verwenden.

Für Thermoelemente hatte ich bisher einen OP-Amp
genommen mit sehr wenig Offset. Das ging schon.
War halt Aufwand.

Matthias

Autor: Matthias W. (matt007)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Floh schrieb:
> Deswegen gibts ja grad spezielle ADCs, die darauf getrimmt sind,
> Unterschiede im uV-Bereich aufzulösen.

Ein 16bit ADC mit einem Spannungsbereich von
200mV hat 3uV als LSB. Es gibt ja auch 24bit Wandler.
Für Temperaturen braucht man es ja oft nicht so schnell.

Um hohe Genauigkeit zu erreichen machen diese
Messkarten wohl einen Abgleich von Offset und
Gain. Vermutlich geben sie dazu ein bekanntes
Signal auf den Eingang - vielleicht einmal 0V
für den Abgleich des Offset und dann eine
bekannte Referenz für den Abgleich des Gain.

Ein uC kann so was intern machen, wenn es denn
hardwaremäßig vorgesehen ist.

Matthias

Autor: Matthias W. (matt007)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Interesierter schrieb:
> Also bei den MSP430 Hast du erstmal die Wahl zwischen einem Sigma Delta
> AD Wandler mit 16 Bit (ist recht langsam aber sehr genau) und 12 Bit ADC
> Slope Wandler welche recht schnell sind.

die 16bit Wandler wären hier ja gut.
Wenn die Genauigkeit passt.

> Weiterhin gibt es beim MSP430 welche die haben bis zu 3
> Operationsverstärker mit auf dem Chip. Mit dennen kannst du dann das
> Signal verstärken, vorher.

Das ist eine prima Idee. Ist denn bei den eingebauten
OPVs Verstärkung und Offset brauchbar einstellbar für so
eine Messanwendung. Hat da jemand Erfahrung was geht und
was eher nicht?

Matthias

Autor: Matthias W. (matt007)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Frank K. schrieb:
> Schau mal bei Cypress die PSOC Geschichten

da finde ich CY8C23433-24PVXI mit 8 ADC mit 14bit.
Das klingt gut. 4 DAC 8bit klingt auch gut.
8k Flash, nur 256byte RAM. 3.32 EUR ist ok.

Der CY8C28403-24PVXI hat 4 ADC mit 14bit
und 4 DAC 9bit. Prima. 16k Flash, 1k RAM. 4.32 EUR.
Die IO-Pins liefern ordentlich Strom.

Input Offset bis 8mV ist natürlich viel. Typisch
1.6mV ist nicht wenig. 7-35uV Offsetdrift pro °C.
Wenn es da keine Möglichkeit gibt das automatisch
abzugleichen ist das u.U. nicht so günstig.

Der GCC wird die Teile wohl nicht unterstützen?

> und bei Analog Devices die
> ADuC an. Prozessorkern ist entweder 8051 oder ARM.

Der ADUC848BSZ8-5 (8052) hat immerhin 10 ADC16bit
1 DAC 12bit und 2 mit 16bit. 6.4 EUR mit 8k Flash.
8.43 kostet die 32k-Variante.

Der ADUC7061BCPZ32 (ARM) hat 5 ADC24bit, 8 ADC24bit,
1 DAC14bit. 32KB Flash. 4K RAM. Nur 5.9 EUR.

Matthias

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.