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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Empfehlung fuer ADC gesucht (4-8Kanaele, PGA (fuer DMS), >= 2kSps (alle Kanaele))


Autor: Avr Noob (balze)
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Hallo zusammen,

ich wollte mal fragen, ob jemand (positive) Erfahrungen mit ADCs gemacht 
hat und mir einen ADC fuer meinen Anwendungsfall empfehlen kann.

Der ADC sollte:

- min. 4 differentielle Eingaenge (fuer DMS Voll- oder Halbbruecken; 
besser 8)
- PGA (programmable gain amplifier 1..64 (oder sogar 128)
- Abtastrate >2kHz (fuer alle Kanaele, also incl. multiplexen wenn 
noetig)
- Hohe Aufloesung (>= 16bit)
- loetbares Gehaeuse (SMD ist OK, aber z.B. kein TQFN !)

Zu meiner Aufgabe:
Ich moechte einen DMS Messverstaerker bauen, der 4 (spaeter evtl. mehr 
wenn moeglich) DMS Signale direkt messen kann.
Die DMS sind von uns aufgeklebt und durch den Aufbau mit 
unterschiedlichen Offsets versehen (verstimmt um +/- einige mV bei 5V 
Brueckenversorgung).

Mein eigentliches Nutzsignal hat etwa die Groessenordnung +/- 1mV

Mit einem TI ADS1234 habe ich diese schon hervorragend messen koennen, 
nur leider ist dieser viel zu langsam, da wir mit ca. 1kHz Signalen 
(maximal) rechnen muessen.
Der TI ADS 1234 kann mit PGA auf 128  +/-19,5mV mit 24 Bit aufloesen 
(17.2 Bits rauschfrei bei 80 SPS laut Datenblatt)
Werfe ich also die letzten 7 Bit weg, loese ich mein +/-1mV Signal immer 
noch mit knapp ueber 12 Bit auf. (Egal wo im Messbereich mein Nutzsignal 
liegt, also kein Offsetabgleich in Hardware noetig)
(2^17 / (2*19,5mV) * (2*1mV)) = 6721 Digits => etwas besser als 12 Bit

Falls jemand mir einen ADC empfehlen kann, waere ich sehr dankbar!

Ich bin gerade von der Vielzahl von ADCs erschlagen. :( Ich habe mir nur 
bei Maxim, Linear, Analog Devices und Texas Instruments einen Ueberblick 
verschaffen wollen. Den habe ich jetzt aber komplett verloren ;-)

MfG,

Balze aka AVR Noob

Autor: Dirk F (Gast)
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Hi, schau Dir mal den ADS1211 an.
Ist im DIP Gehäuse, 20 Bit @ 1 KHz
Gruß Dirk

Autor: Avr Noob (balze)
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Hallo zusammen,

Dirk F schrieb:
> Hi, schau Dir mal den ADS1211 an.

Habe ich getan, kommt nicht in Frage, weil:

- Maximaler Gain von 16 nur im "Turbomode 1" moeglich. (wer hat sich 
bloß diesen Parameternamen ausgedacht?)
- Gain 16 bedeutet Messbereich +/- 0,625V
- 1000Hz SPS im Turbomode 1 fuehrt zu einer effektiven Aufloesung von 10 
Bit rms. (Datenblatt Seite 12 Tabelle IV)

0,625V / 10Bit => LSB = 0,61mV

Damit kann ich meine +/- 1mV nur seeeeehr ungenau messen.  ;-)

Ausserdem ist 1kHz sicherlich die erreichbare Abtastrate bei einem 
Kanal.

Wenn ich multiplexen muss (und dass muss ich beim 1211) bin ich von 1kHz 
sicherlich WEIT entfernt.

Danke trotzdem !

MfG,

Balze aka AVR Noob

Autor: Entwickler (Gast)
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Wenn der Berg nicht zum Propheten kommt ...

Pro Kanal einen AD620 vorschalten.

Autor: Avr Noob (balze)
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Entwickler schrieb:
> Wenn der Berg nicht zum Propheten kommt ...

????

Bin Atheist., versteh ich wahrscheinlich deshalb nicht. ;-)

Der Vorschlag ist gut, kommt aber fuer meine Zwecke nicht in Frage.

Momentaner Favorit: TI ADS1256

MfG,

Balze aka AVR Noob

Autor: Entwickler (Gast)
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... und ich bin weder gläubig noch schlau.

Daher sieh Dir bitte selber die Seiten 12+13 im Datenblatt an, ob Dir 
bei V=64 die rauschfreien Bits auch reichen. Mit 4 oder 8 Kanälen und je 
1KS/s muß man sich wohl bei 7500SPS orientieren.

Meine Idee war, jeden Kanal für sich aufzubereiten (verstärken + Offset 
reduzieren) und dann mit einem ADC (>100KS/s) und einem Multiplexer zu 
arbeiten. Da hätte man mehr Luft nach oben und bräuchte vermutlich auch 
die vielen Bits nicht.

Autor: Avr Noob (balze)
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Entwickler schrieb:
> Daher sieh Dir bitte selber die Seiten 12+13 im Datenblatt an, ob Dir
> bei V=64 die rauschfreien Bits auch reichen. Mit 4 oder 8 Kanälen und je
> 1KS/s muß man sich wohl bei 7500SPS orientieren.

Ich freu mich immer, wenn man hier qualifizierte Antworten lesen kann.

Vielen Dank hierfuer!

Selbst 7500SPS reichen leider nicht, da das Multiplexen soooo lange 
dauert (Seite 21 im Datenblatt)
Mit 30kSPS kann man (mit dem vorgeschlagenen 7,68MHz CLK) nur eine 
Umschaltrate von 4,374 kHz erreichen. Das ist fuer 1kHz und 4 Kanaele zu 
langsam. :(  (Vom fehlenden Oversampling und der schlechteren effektiven 
Aufloesung bei 30kSPS ganz zu schweigen)

Also weitersuchen.

Dein Vorschlag kommt uebrigens deshalb nicht in Frage, weil der 
Projektverantwortlich nichts "selbstbasteln" will, sondern eine fertige 
Loesung bevorzugt.

Danke !

MfG,

Balze aka AVR Noob

Autor: Entwickler (Gast)
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>(Seite 21 im Datenblatt)

Nach dem Pferdefuß hatte ich ja gesucht, aber ich habe mich ja schon 
vorsichtshalber klein gemacht. Aber woher der "Pferdefuß" kommt, weißt 
Du doch?

> weil der Projektverantwortlich nichts "selbstbasteln" will,

Na ja, so, wie ich die Sache sehe, wird mit DMS-Sensoren derart 
gebastelt, dass sie einen viel zu großen Offset abgeben. Und jetzt muß 
die Fettiglösung ran, um die Bastelei zu kompensieren?

Nun gut, dann schlage ich einen ADS1251 pro Kanal vor, oder den 
Projektverantwortlichen zu erschlagen :-)

Autor: Avr Noob (balze)
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Entwickler schrieb:
> Na ja, so, wie ich die Sache sehe, wird mit DMS-Sensoren derart
> gebastelt, dass sie einen viel zu großen Offset abgeben.

100%ige Zustimmung. Wenn ich sehe wie die hier aufgeklebt werden frage 
ich mich auch wozu dieser Aufwand getrieben werden soll.
Allerdings werde ich nachher am Ergebnis gemessen. :(

Entwickler schrieb:
...dann schlage ich einen ADS1251 pro Kanal vor...

Das waere kein Problem denke ich.
Allerding bei 19Bit eff. und VREF >= 0,5V bekomme ich gerade 10Bit 
Aufloesung fuer +/- 1V hin.

Danke fuer Deine Unterstuetzung.

MfG,

Balze aka AVR Noob

P.S.: Hab bei Analog Devices einen geeigneten gefunden, aber in 
unloetbarem Gehaeuse. :(

Autor: Arc Net (arc)
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Dann noch drei Varianten:
Je ein AD7193 (SSOP-Gehäuse) pro Kanal, P-P-Noise @4.8 kHz 2.6 uV
oder PS021 von Acam
oder SX872x-ADC bzw. XE880x-Controller von Semtech  (Vorteil: Die 
interne Verstärkung geht bis 1000)

Autor: Nn Nn (jaytharevo)
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Wie wäre es mit einer Verstärkung des Signals per HW? Einfache 
Verstärkerschaltung.
Hohe Auflösungen und schnelle Samplingraten lassen sich schwer 
miteinander vereinbaren. Das ist wie schnelleres gefrieren bei höheren 
Temperaturen^^.

Autor: Avr Noob (balze)
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Hallo zusammen,

Arc Net schrieb:
> Dann noch drei Varianten:
> Je ein AD7193 (SSOP-Gehäuse) pro Kanal, P-P-Noise @4.8 kHz 2.6 uV
> oder PS021 von Acam
> oder SX872x-ADC bzw. XE880x-Controller von Semtech  (Vorteil: Die
> interne Verstärkung geht bis 1000)

Danke Arc Net!
- AD7193 - ja, das ginge natuerlich. das gine auch mit dem ADS1256.
- PS021 - STAUN! Noch nie von gehoert, aber geniales Messprinzip.
Habe das Evaluierungsboard bestellt! :) Die Module des Eval-Boards 
koennte man direkt einsetzen, ohne sich beim selbst layouten Problem 
eizukaufen (4 lagig hab ich noch nie gemacht. Vielleicht lieber die 
Finger weg vom selbstmachen.) Preislich ist das bei den zu erwartenden 
Stueckzahlen wahrscheinlich sogar vertretbar (wenn nicht guenstiger).
- Semtech - Sehr schoene Bauteile. Der XE800x bedeutet natuerlich neu 
Entwicklungsumgebung mit allem was dazugehoert (Bekomme ich nie durch.) 
SX872x leider nur im MLPQ Gehaeuse. Unloetbar!!

Julian Schild schrieb:
> Wie wäre es mit einer Verstärkung des Signals per HW? Einfache
> Verstärkerschaltung.
siehe hier: 
Beitrag "Re: Empfehlung fuer ADC gesucht (4-8Kanaele, PGA (fuer DMS), >= 2kSps (alle Kanaele))"

Julian Schild schrieb:
> Hohe Auflösungen und schnelle Samplingraten lassen sich schwer
> miteinander vereinbaren. Das ist wie schnelleres gefrieren bei höheren
> Temperaturen^^.
Ja, das habe ich jetzt auch (leidvoll) gelernt.
Aber ich gebe noch nicht auf :)

MfG,

Balze aka AVR Noob

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