Mal eine allgemeine Frage: Ab welcher Auflösung ist ein ADC überdimensioniert? Z.B. um einen DMS auszulesen? Der liefert ja nur ein paar mV - die verstärkt man dann und will ja auch gut was sehen :) Aber es gibt ja so viele verschiedene. 16Bit, 20Bit, 24Bit...wo hört sinnvoll auf und fängt übertrieben an? Was wird denn beispielsweise in der Industrie eingesetzt? Danke für jeden Kommentar!
>> Ab welcher Auflösung ist ein ADC überdimensioniert?
mmh. Gute Frage.
Das hängt von der Anwendung und den Anforderungen selbiger ab. Pauschal
kann man diese Frage nicht beantworten, würde ich sagen.
Die Frage kann man so nicht beantworten. Ein 20 Bit Wandler macht mit Sicherheit auch Sinn. Allerdings ist der fachgerechte Aufbau für einen solchen Wandler, sodass man so kleine Spannungsdifferenzen noch messen kann, ziemlich schwer.
wenn man alles andere vernachlässigt und nur die Stufenzahl betrachtet hat man bei einem ADC mit 1V Vollaussteuerung 2^24 Stufen das ergibt eine Sufenbreite von 59nV. Da machen sich schon Thermospannungen bemerkbar vielleicht kann man auch das Erdmagnetfeld messen wenn man die Sensorzuleitung bewegt. Auch wirst Du keinen so guten rauscharmen Verstärker finden. EMV Maßnahmen mal ganz aussen vor. Industrie heißt billig da sind es 10-12 bit effektiv.
René F. schrieb: > Industrie heißt billig da sind es 10-12 bit effektiv. Tatsächlich? Also ich dachte so an irgendwelche Messgeräte für Temperatur oder Druck - 10-12 ist ja echt nicht viel, die hat ja jeder Controller intern eingebaut - dachte, die hauen da für genaue Messungen nn richtig guten ADC rein.
Ernst Lustig schrieb: > Tatsächlich? Also ich dachte so an irgendwelche Messgeräte für > Temperatur was willst du denn mit mehr als 12Bit messen? die Temperatur der sonne auf ein halbes Grad genau?
hansi schrieb: > 12 bit reichen für viele Anwendungen nicht aus. Ja dann nehmen wir halt einen Druckmessumformer, der sollte ja schon genau den Druck messen. Ich kann mir auch nicht vorstellen, dass 12Bit da industriell reichen, aber ich lass mich gern eines besseren belehren.
Ernst Lustig schrieb: > hansi schrieb: >> 12 bit reichen für viele Anwendungen nicht aus. > > Ja dann nehmen wir halt einen Druckmessumformer, der sollte ja schon > genau den Druck messen. > > Ich kann mir auch nicht vorstellen, dass 12Bit da industriell reichen, > aber ich lass mich gern eines besseren belehren. Es kommt nicht nur auf die Auflösung an, sondern ebenfalls auf die Genauigkeit der ermittelten Werte.
Ernst Lustig schrieb: > Z.B. um einen DMS auszulesen? Der liefert ja nur ein paar mV - die > verstärkt man dann und will ja auch gut was sehen :) kann ich dir konkret sagen, bei uns sinds 20mV auf 18bit. Da gehört aber schon einiges an Aufwand dazu. Bei höheren Messspanungen die man nicht (oder wenigeer)verstärken muss, wird das dann auch wieder einfacher.
Die Datenblaetter der Wandler geben ja an unter welchen Umstaenden, dh Samplerate usw, welche Genauigkeiten erreicht werden. Ich zB mess mit einem 24bit Wandler direkt Thermoelemente, Platin, NTC usw. Die Wandler sind das und sind zahlbar auch fuer Serienprodukte.
Also ich habs erst auch nicht verstanden warum man z.B. bei einem 150V Messkanal 24Bit benutzt. Aber wenn ich jetzt +-150V Messe, habe ich schon 300V. Messe ich nun auf 1mV genau(weil die Anwender es so gewohnt sind) brauche ich rechnerisch schon 19Bit. Ein bisschen was zum Abgleichen dazu und wir haben 20Bit. Und dann noch 4Bit für den Verkäufer, der freut sich ja schließlich auch wenn er größere Zahlen anpreisen kann. 19 + 1 + 4 ------ 24
Für mich sind ab 16bit die ADC's nur Spielereien. Bei einer Referenzspannung von 3.3V (typisch) kann ein 24bit etwa 100nV auflösen (1/2 LSB). Die thermische Rauschspannung bei einem 10MOhm Widerstand beträgt auch etwa 100nV..... Solche ADC's sind zwar technische Meisterwerke, jedoch je nach Rauschen das vorhanden ist überdimensioniert. Zu beachten ist, dass thermisches Rauschen nicht die einzige Rauschquelle sein muss...
es gilt immer noch, dass das schwächste Glied der Kette die Genauigkeit bestimmt. Ein richtig hochwertiger 24bit braucht also auch eine extrem hochwertige Zuleitung der Signale. Ja 24bit klingt schick, aber die unteren 4 bit kann man ganz sicher wegschmeißen.
René F. schrieb: > Ja 24bit klingt schick, aber die unteren 4 bit kann man ganz sicher > wegschmeißen. Ja, nur kann man von einem 20Bit-ADC ebenfalls die unteren wegschmeißen? Ich mein, dann sind es ja auch noch weniger...
> Z.B. um einen DMS auszulesen? Der liefert ja nur ein paar mV - die > verstärkt man dann und will ja auch gut was sehen :) Mit der Größe der Eingangsspannung hat die Auflösung des ADC zunächst nichts zu tun. Eine Möglichkeit, der Auflösung auf die Spur zu kommen, ist die Anforderung an das, was Du da entwickeln willst. Wenn es eine Waage werden soll, die maximal 1kg wiegen soll und das mit 1g Auflösung, dann brauchst Du einen 10-Bit-Wandler. Wenn der Herr gerne 1mg auflösen möchte, dann muss es halt ein 20-Bit-Wandler sein. Der Aufwand, auch ein 1mg Genauigkeit zu erzielen, steigert den Aufwand aber enorm. Schau Dir die Preise von Laborwaagen an, dann bekommst Du ein Gefühl für das, was an Aufwand für die geforderte Genauigkeit notwendig ist.
Ich würde halt auch gerne einen Druck messen mit einer Messzelle, welche auf Basis eines DMS arbeitet. Und der hat eine Messspanne von ca. 80mV.
Referenzspannung wären 3,3V. Muss ich die Referenzsspannung eigentlich trennen von der Versorgungsspannung? Also ich habe eine Referenzspannungsquelle, welche mit 3,3V liefert - diese kann ich nun ebenfalls für den ADC benutzen, oder muss der eine eigene haben? Oder mit LC-Filter trennen?
Bei den hochauflösenden Sigma-Delta Wandlern ist Preislich oft nicht viel Unterschied ob man nun einen 18 Bit, 20 Bit oder 24 Bit Wandler hat. Es stört auch nicht einen Wandler mit etwas höherer Auflösung zu haben, man kann dann wenigstens das Quatisierungsrauschen vernachlässigen. Duch die Gefallenen Preise verschiebt sich die Auslegung von früher Systemfehler = Quatisierungsrauschen zu heute Quatisierungsrauschen << Systemfehler. Die Auflösung ist auch nicht alles. Bei den 24 Bit Sigma-Delta Wandlern sind teils nur etwa 22 Bits über dem Eigenrauchen, und die 24 Bits sind etwa das Limit für no missing codes, d.h. die DNL ist nahe bei 1 LSB. Die älteren Dual Slope Wandler hatten oft eine DNL von unter 0.1 LSB. Um also einen ähnlichen DNL Wert wie bei einem alten 12 Bit Dual-slope Wandler zu erreichen, muß man beim Typischen Sigmaldelta Wandler schon bei den 16 Bit-18 Bit Typen suchen.
Ernst Lustig schrieb: > Ich würde halt auch gerne einen Druck messen mit einer Messzelle, welche > auf Basis eines DMS arbeitet. Fein. Und wie hoch ist der zu messende Maximaldruck? Und welche Auflösung benötigst Du? Edit: Du könntest jetzt z.B. 1bar Maximaldruck und 1mbar Auflösung sagen.
Die Frage ist in etwa so sinnvoll wie: Welches Auto macht Sinn? Leute, das ist abhängig von dem was Ihr macht. Wenn Ihr ein Auto braucht um im Wald Holz zu schlagen, dann ist das bestimmt ein anderes als eines um mit 1000 Watt und 20% Klirrfaktor an der Disko den Obermotz zu spielen. Und wenn Ihr 4 Kinder habt, dann braucht ihr wieder ein anderes Gefährt. Genauso sinnlos ist die pauschale Frage nach dem AD Wandler. Dann nehmt mal den 24 Bit Wandler um damit ein Ditalscope mit 2 GSamples zu bauen. Oder den ultraschnellen 8 Bit Wandler um damit High End Hifi zu sampeln. Kopfschüttel...
Ich würde gerne 0-1bar relativ mit möglichst hoher Genauigkeit auflösen. Also so 0,1 mbar. Wie gesagt, der DMS liefert ca. 80mV Spanne und fängt bei ca. -15mV an. aher muss ich ja eh schon differentiell messen.
Oder gibt es eine andere Möglichkeit ohne differentiell aber mit einer Spannungsversorgung von 3,3V?
Ernst Lustig schrieb: > Ich würde gerne 0-1bar relativ mit möglichst hoher Genauigkeit auflösen. > Also so 0,1 mbar. > > Wie gesagt, der DMS liefert ca. 80mV Spanne und fängt bei ca. -15mV an. > aher muss ich ja eh schon differentiell messen. Damit gehst Du natuerlich nicht auf einen ADC dessen Referenzspannung auf 80mV eingestellt ist, sondern auf einen Messverstaerker mit Differenziellem EIngang der sas Signal von 80mV auf 3.3V oder 5V verstaerkt und dann auf einen ADC oder uC mit ADC-Eingang! Gruss Michael
Mit diesen 80mV kann man durchaus auf einen ADC, dessen Referenz bei 2.5V oder so liegt. Die Kosten eines Versterkers mit hineichend kleinem Offset und Drift, plus das Layout sind nicht Null. Eine Frage der Stueckzahlen.
Hallo, die Definition des Volts geht zurück auf das magnetische Flussquantum, un dessen derzeit bekannter Wert ist 2,067833667 +- 0,000000052, d.h. man kann eine Spannung im Prinzip auf etwa 8 Stellen ~ 24 bit messen. Messgeräte mit 6 Stellen ~ 20 bit kann man kaufen. Wenn man allerdings die 3,3V-Versorgung als Referenz nimmt, erübrigt sich die Diskussion um solche Auflösungen. Gruss Reinhard
Michael Roek-ramirez schrieb: > Damit gehst Du natuerlich nicht auf einen ADC dessen Referenzspannung > auf 80mV eingestellt ist, sondern auf einen Messverstaerker mit > Differenziellem EIngang der sas Signal von 80mV auf 3.3V oder 5V > verstaerkt und dann auf einen ADC oder uC mit ADC-Eingang! Ja, aber wie bekomme ich den negativen Offset weg? Oder besser nicht weg, sondern ins positive.
Eine Bruecke gibt ja keine negative Spannung raus. Nur die differenz ist
negativ. Wenn man die Bruecke mit der Referenzspannung des
dfferentiellen ADC speist ist alles gut.
>derzeit bekannter Wert ist 2,067833667 +- 0,000000052
Eine Messung kann absolut sein, oder relativ ... dasselbe wie absolute
Genauigkeit zu Stabilitaet.
Ich schließe mich den anderen Ausführungen an, in denen es für sinnvoll erachtet wird, bei einer Messspannung von 80mV direkt auf einen ADC zu gehen. Gerade hochwertige externe ADC haben ja auch schon geeignete differentielle Eingangsstufen. Das, was man aber auf keinen Fall vergessen sollte, ist die Referenzspannung. Die Messbrücke und der ADC sollten dieselbe Spannungsquelle verwenden, damit eine Drift auf beide Komponenten gleichmäßig wirkt und sich so kompensiert. Die Spannungszuführung zur Messbrücke sollte unbedingt in Mehrleitertechnik erfolgen, insbesondere wenn sich Steckverbinder dazwischen befinden. Schon leichtes Wackeln am Stecker bewirkt bei DMS-Brücken auf Grund der vergleichsweise hohen Querströme doch ziemlich starke Gleichtaktstörungen. Diese sollten zwar durch den Differenzverstärker herausgerechnet werden, aber für hochaufgelöste Messungen mag da dann auch die CMMR entscheidend sein. Zudem sorgt ja der Spannungsabfall an Zuleitung und Steckverbindern für eine reduzierte Empfindlichkeit der Messbrücke. Statt aber nun eine echte Vierleiter-Spannungsregelung der Brückenversorgung umzusetzen, kann man auch einfach die Referenzspannung für den ADC aus der gemessenen BrückenSPEISEspannung erzeugen. Vorsicht ist jedoch bei offenen Eingängen geboten; zudem funktioniert das nur dann problemlos, wenn man eine einzige Messbrücke hat.
Auch eine praktikable Methode ist die Verwendung von ADCs mit integriertem Verstärker. Delta-Sigma Wandler wie der ADS1216 haben einen internen programmierbaren Verstärker und dazu noch eine recht flexible Eingangsstufe. Je nach Anwendung kann man dann ganz ohne eigene Messverstärker etc auskommen.
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