Hallo, manche (speziell höherauflösende Delta-Sigma-) ADCs haben eine relativ lange Wandlungszeit. Nun sollte die Referenzspannung während der Wandlung ja möglichst konstant bleiben. Festspannungsregler rauschen aber doch relativ stark und RC-Tiefpässe sind bei z.B. 24 bit-ADCs auch nicht mehr so brauchbar. Wäre es denkbar, vor der Wandlung einen mit dem Referenzeingang verbundenen Kondensator über einen analogen Switch (z.B. 4066) auf die Referenzspannung aufzuladen, dann von der Spannungsquelle zu trennen und so über die Wandlungszeit eine relativ rauscharme Referenzspannung zu erhalten Diese würde bei genügend großer Kapazität und geringen Eingangsströmen auch relativ konstant bleiben, bzw. durch die Entladung einen systematischen Fehler erzeugen, den man ermitteln kann. Wäre so was machbar? Herzlichen Dank im Voraus, Peter
Sorry, aber ein Festspannungsregler als Ref für nen 24 bit Wandler ?? Selbst hochgenaue Spannungsreferenzen schaffen die benötigte Genauigkeit nicht einfach so. Beispiel UREF = 2,5V dann entspricht einem Bit weniger als 150 NanoVolt ! Was möchtest du eigentlich messen ?
Sieh mal bei http://www.linear.com nach. Da findest du alles, was dein analoges-24bit-Herz begehrt. Schönen Gruß Norbert
@Bernhard T: Deswegen ja der Kondensator. Mir geht es nicht um absolute Genauigkeit sondern nur um Minimierung des Rauschens der Spannungsquelle. Einen LTC2400 habe ich mit einem Festspannungsregler als Referenz bis jetzt zumindest soweit bekommen, dass nur die letzten beiden Stellen des (dezimalen) Wandlungsergebnisses schwanken. Ich möchte einen Luftdrucksensor auswerten und damit einen Höhenmesser realisieren.
@peter Neben den üblichen Design Tips Uref Vcc über entsprechende LC-Kombinationen entsprechend zu entkoppeln, bzw. auch eine entsprechend stabile Referenzspannungsquelle zu wählen, spielt natürlich auch das entsprechende Leiterplattendesign. Schon bei 10Bit Auflösung des AVR werden recht hohe Ansprüche an das entsprechende Analog-Design der Leitplatte gestellt. Solche Schaltungen arbeiten nicht mal eben als Testaufbau auf die letzten Bits genau.
hallo mikki, du hast vollkommen recht mit dem leiterplattendesign. es würde mich nur grundsätzlich interessieren, ob die lösung mit dem kondensator funktionieren bzw. eine verbesserung bringen würde.
@peter Vom Denkansatz schon, wenn du einen entsprechenden Anlagswitch zu Verfügung hättest, der einen unendlichen Widerstand hätte, und des Rückwirkungen von der Versorgungsspannung auf den Ausgang = 0 wären. Solche idealen Halbleiterbauelemente werden wohl ewig ein Wunschtraum bleiben. Auch dürften die wenigsten über entsprechend genaue Messmittel verfügen um derartige Auswirkungen noch messen zu können.
Für die Auswertung eines Sensors, hier Drucksensor, würde ich immer die Microconverter ADuC812,.....ADuC834er-Serie von Analog Devices vorziehen. ADC's von 12bit, 16bit und 24bit, Kondensatorzwischenspeicherung(was für ein Wort!) als S&H-Schaltung, Interne Referenz, Schnelle Sigma-Delta-Wandlung, 8051-Core, und, und, und..... Zu sehen unter http://www.analog.com/microconverter/ Schönen Gruß Norbert
@Nobert Die 24 Bit sind etwas geschönt, macht sich aber gut für die Werbung. Einschränkungen macht ANALOG ja selber im Datenblatt. Das Problem sauber Analogdesign hast du damit auch nicht gelöst. Und wenn ich so an die Lieferzeiten bei Analog denke ...
Hallo, Die 24 Bit stammen wirklich nur von PR-Leuten, Hört sich halt prima an. Wir haben einen ADC von Burr-Brown eingesetzt, und mehr als 16 -18 Bit kannst man nicht für Messungen verwenden. Mit den restlichen Bits kannst du allenfalls schlechte Zufallszahlen erzeugen. Als Spannungsversorgung eignen sich sehr wohl Linearregler die gut abgeblockt sind. Als Referenzspannungsquelle haben wir einen guten OP eingesetzt, der am Ausgang 10µF/100nF verpasst bekam. Jeder mm Weg der die Refspannung vom Pin entfernt ist, ist zu viel. Das gleiche gilt für den Wandlereingang. Die Platine muss meist Masseflächen unter den IC haben, die Rückseite der Platine am besten als Massefläche die richtig niederohmig an alle Massepins angebunden ist auslegen. Schaden tut bei solch genauen Wandler auch ein Deckel aus Cu über dem Teil, IC der für die Wandlung zuständig ist. Zu allen guten ADC's gibt es ein Referenzdesign an das man sich möglichst halten sollte. Und wenn man al das beachtet hat kann man wunderbar seine nicht flowtenden 18 bit nutzen. Gruß Deimos
@mikki Die 24bit, die hier einigemale diskutiert werden, kommen ja nur wegen den Einzel-Datenbyts von 3x8bit zustande. Da wo es um hohe Auflösung geht, reichen 20 oder 22bit. Das Analogdesign von den ADuC's ist relativ einfach. Ich selber setzte den ADuC812 (12bit) erfolgreich ein. Und das PCB-Design ist in der ganzen Familie identisch. Für den Einstieg sollte man aber immer mit einem EVAL-Board beginnen.(Disti.Spoerle) Ich bevorzuge diese MCU deshalb, weil es möglich ist, kompakte Auswertungen im Sensorgehäuse zu realisieren. Wen Platz keine Rolle spielt, kann Peter den LTC2400 einsetzen. Für diesen ADC würde ich dann eine eigene Spannungsversorgung aufbauen und das SPI-Interface über Optokoppler an eine beliebige MCU ankoppeln. Da der LTC2400 während der A/D-Wandlung keine externe Steuervorgänge benötigt, ist eine Störungs/Spicesfrei Umsetzung zuerwarten. Aber denoch, egal wie Peter sich entscheidet, ein Minimum an hochwertiger Entwicklungsarbeit wird ihm nicht erspart bleiben. Schönen Gruß Norbert
@norbert Ich habe die 24 Bit Auflösung auch lediglich als hypothetische Frage verstanden, im täglichen Umgang mit MCUs dürfte eine derartige Auflösung wohl kaum eingesetzt werden, mal ganz abgesehen davon ob sich derartige Schaltungen unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten dann noch vermarkten lassen. Die ADuC's sind ein recht interessantes Konzept. Hatte ich mir vor ca. 8 Monaten auch mal angeschaut, aber wegen der nicht immer rosigen Liefersituation wieder verworfen.
Hallo Peter, Du wirst mit einer internen Ref sicher besser fahren. Ein beliebter Trick ist den Sensor mit der gleichen Ref zu speisen, wie den Wandler (manche Sensoren lassen das ausdrücklich zu). Bei auf Wiederständen basierenden Sensoren kann sogar durch eine gemeinsame Ref-Stromquelle erfolgen. Der AD7783 z.B. verfügt über ein 200uA Stromquelle mit der man eine Messbrücke und einen in Reihe geschalteten Wiederstand zur Erzeugung der Ref-Spannung betreiben kann. Mann vergleicht also eigentlich nur zwei Wiederstände wobei sich der Ref Wiederstand extrem konstant verhält. Das setzt natürlich Differenzeingänge zwingend voraus. Heute üblich sind oft auch interne programmierbare Tiefpass Filter und PGA's ( program. Verstärker um den Messbereich optimal anzupassen). Das zusammen mit den obengenannten Maasnahmen sauberes Layout, evtl. galvanisch getrennte Stromversorgungen und Optokopler an der Schnittstelle zum uPro sollte ein recht genaues System ergeben. Schau dich mal bei AD um die haben einige Doc s zum Einsatz von solchen Wandlern. Übringens hat TI, seit dem sie die Edelschmiede Burr-Brown aufgekauft haben, einige interessante Wandler zu super Preisen.
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