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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Fehler bei der AD-Wandlung bestimmen


Autor: Max (Gast)
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Hallo Community,
ich habe eine Frage zur Auswertung eines Signals am Ausgang eines 
AD-Wandlers. Die benutzte Wandler-Karte ist NI-PCI-6221.
Die maximale Präzision ist laut Datenblatt 3,1mV im benutzten 
Spannungsbereich.
Ich habe ein Signal der über 200ms mit dieser Karte aufgenommen wurde 
(siehe Anhang). Jetzt möchte ich gern die Amplitude des Signals +/- 
Fehler angeben. Dazu bilde ich einen Mittelwert des Signals über 40000 
Punkte (200ms @200kHz Abtastrate) und gebe die Standartabweichung an 
-->30mV+/-0,19. Wie rechne ich aber die Präzision des Wandlers ein?
Wahrscheinlich ist das ganz einfach, aber ich stehe momentan völlig auf 
dem Schlauch.

Vielen Dank schon mal

Grüße
Max

Autor: Max (Gast)
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Kurze Korrektur:
der Mittelwert ist natürlich nicht 30mV sondern 28,4mV. Die Daten aus 
der Einschwingzeit wurden nicht berücksichtigt.

Autor: Ralli (Gast)
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Hm, hab mal kurz die Spezifikationen überflogen -
wo steht denn was von 3,1 mV?

Das wären schon mehr als 10% der erfassten 28,4 mV.

Ich kenne die Standardabweichung als Maß für die Streuung von
Messergebnissen um den Mittelwert oder auch um den Sollwert.

Wenn es nur auf die Stabilität (!) oder Reproduzierbarkeit
der 28,4 mV ankommt, sind die +/-0,19 mV vielleicht ein schönes
Ergebnis.

Wenn es auf die absolute Genauigkeit (!) der 28,4 mV ankommt,
sind eben zusätzlich +/-3,1 mV Unsicherheit anzugeben.

1) stimmt dieser riesige Fehler?
2) lässt er sich auf kleinere Werte abgleichen?

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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16-Bit bei ±10V ergeben (theoretisch) eine Quantisierung in ca. 
305µV-Schritten.
Was auch immer NI mit den Angaben von "Maximale/Minimale Präzision im 
Spannungsbereich" meint, sei dahingestellt.
Mit solchen Angaben kann man meiner Meinung nach absolut nichts 
anfangen! Ein INL- und DNL-Error des ADCs und evtl. noch Gain und/oder 
Offset-Drift wäre da aussagekräftiger.
Außerdem hat die Karte wohl noch einen PGA mit vier 
Verstärkungsfaktoren, über die aber in der Übersicht nichts weiter 
verlautet wird. Damit grenzt man mit Verstärkungen >1 den möglichen 
Eingangsspannungsbereich ein, und erhält dadurch eine höhere Auflösung - 
zu Lasten des SNRs (S_ignal-to-N_oise-R_atio).
Eine ENOB-Angabe (E_ffective N_umber O_f B_its) hat NI ebenfalls nicht 
gemacht.

Mit 3100µV als "Maximale Präzision im Spannungsbereich" muß man sich nur 
mal vor Augen führen, daß dies immerhin 10 Digits der 
Quantisierungsstufe entspricht - ein in meinen Augen 
'grotten-schlechter' Wert. Aber solange NI nicht genau preisgibt was sie 
damit im Detail meinen, kann dies auch ein durchaus akzeptabler Wert 
sein. :lol:

Autor: Max (Gast)
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Hallo,

zu beachten ist, dass die Karte einen per Software konfigurierbarer 
Verstärker hat. Wird dieser auf +- 0,2 Volt Spannungsbereich geschaltet 
- ist die Auflösung besser. Also im DAQ-Assistent den kleinsten 
Spannungbereich auswählen.

siehe auch:
http://sine.ni.com/ds/app/doc/p/id/ds-15/lang/de

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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@Max:
Okay - aber es wird ganz sicher nur die Auflösung besser, nicht aber die 
Genauigkeit!

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