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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik +/- DC Spannung mit FGPA messen


Autor: Marc M. (goulasch)
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Hallo,

für meine Bachelorarbeit muss ich Ripple(max 10kHz) auf einem DC Signal 
(+-200V) mit einem FPGA messen. Der DA-Wandler ist gegeben und hat einen 
maximal Eingangspegel von 0...3V.
Meine Idee wäre ein Spannungsteiler um die 200V auf +- 1.5V 
runterzuteilen und danach 1.5V zu addieren und das dann an den DAC 
weiterleiten. Das ganze sollte sehr genau sein, etwa 0.5%.
Der Minimale Eingangspegel der zu Messen wäre, beträgt ca. 10V. Dann hät 
ich am Spannungteilerausgang noch 75mV. Das würde ja bedeuten das meine 
ganze Genauigkeit flöten geht, oder? Ich mein wenn da irgendwelche 
störungen dazu kommen...
Gibt es einen besseren Ansatz? Leider ist der DAC fest, das schränkt 
einen ziemlich ein...
Eine Idee wäre einen Zweiweggleichrichter mit OP`s zu realisieren. Wäre 
das möglich, bzw. besser als die Schaltung von oben?




Vielen Dank für eure Hilfe

Gruss

Autor: I. L. (Gast)
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1. Wie viel Bit hat dein ADC?
2. 0,5% von 200V macht 1V, sollte drin sein

Wichtig ist, das deine Referenzspannung und die Signale vernünftig 
entstört sind. Auch spielt hier das Layout ne entscheidende Rolle.

Marc M. schrieb:
> Gibt es einen besseren Ansatz?

Wenn der Spannungspegel zu klein ist, verstärken und Faktor anschließend 
wieder rausrechnen (Autorange).


Andere Möglichkeit währe, den DC-Anteil auszukoppeln und nur den 
AC-Anteil zu messen, da haste auf jeden Fall mehr Messauflösung für 
deine eigentliche Messgröße (der DC-Anteil ist ja wahrscheinlich egal).


Gruß Knut

Autor: Marc M. (goulasch)
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Hi,

der ADC hat 24Bit. Autorange geht nicht weil man nur einen Range haben 
soll.
Man muss beides mesen, den DC und den AC Anteil.

Wie ist das jetzt mit der Referenzspannung, was muss der ADC als 
Referenzspannung bekommen? 1.5V oder 3V? Oder macht das keinen 
unterschied aus...


Gruss

Autor: I. L. (Gast)
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Marc M. schrieb:
> der ADC hat 24Bit

Ui

Marc M. schrieb:
> Man muss beides mesen, den DC und den AC Anteil.

Mit 24Bit kein Problem

Marc M. schrieb:
> Wie ist das jetzt mit der Referenzspannung, was muss der ADC als
> Referenzspannung bekommen? 1.5V oder 3V? Oder macht das keinen
> unterschied aus...

Na, wenn du einen Offset von 1,5V hast, dein Signal sich von 0...3V 
bewegt benötigst du natürlich auch 3V Referenzspannung.

Ich weiss nicht wieviel Aufwand du teiben willst/musst. Aber zur Not 
beides getrennt messen.

DC Anteil, den Ripple rausfiltern
AC Anteil, den Gleichanteil auskoppeln

oder, Beides zusammen. Bei 24Bit ergeben sich immernoch eine Auflösung 
von 12µV(!!!) sollte locker ausreichen.

Was sind deine spects?


Knut

Autor: Marc M. (goulasch)
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Hi,

vielen dank für deine hilfe. Super Forum. :)

3V Referenz? Warum das? Mein Signal bewegt sich doch um 1.5V, wäre es da 
nicht besser dies als Referenz zu nehmen? Die Referenz wäre dann 
sozusagen mein Mittelpunkt.

Ne trennen will ich nix, das wird alles im FPGA gemacht. Denke auch das 
24bit dafür völlig ausreichen. Das was mir mehr Kopfzerbrecher macht ist 
die Schaltung vor dem DAC^^

Meine Specs? Naja ich muss die DC Spannung mit einer Genauigkeit von 
0.5% messen und den AC Anteil mit 10% Genauigkeit bezogen auf die 
Amplitude.




Gruss

Autor: I. L. (Gast)
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Marc M. schrieb:
> 3V Referenz? Warum das? Mein Signal bewegt sich doch um 1.5V, wäre es da
> nicht besser dies als Referenz zu nehmen? Die Referenz wäre dann
> sozusagen mein Mittelpunkt.

Ich weiss zwar nicht was du für einen ADC hast, aber ich bin mir sicher, 
dass wenn deine Spannung > 1,5V dein ADC nicht mehr als (2hoch24)-1 
ausgeben wird. Daher musust du deinen Nullpunkt virtuell bei 
[(2hoch24)-1]/2 setzen.

Knut

Autor: Marc M. (goulasch)
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Hmm...ich glaube du hast recht. 3V hört sich besser an. :)

Autor: I. L. (Gast)
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Welchen FPGA benutzt du denn?

Autor: Marc M. (goulasch)
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Öhm....weiss grad nicht wie der heisst und hab ihn nicht hier. Ist das 
wichtig?


Gruss

Autor: I. L. (Gast)
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Mal ne andere Frage, wie unterdrückst du das Rauschen? Bei 500µV 
überlagertem Rauschen, hättest du Schwankungen von knapp 2800!

Ist eine derart hohe Auflösung eigentlich noch brauchbar?
Hab damit noch keine Erfahrungen sammeln können

Marc M. schrieb:
> Öhm....weiss grad nicht wie der heisst und hab ihn nicht hier. Ist das
> wichtig?

Nö, nur aus Interesse




Gruß Knut

Autor: Marc M. (goulasch)
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Das weis ich noch nicht genau, das sehe ich dann wenn ich alles 
aufgebaut habe und es getestet habe.

Gruss

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