AD7794 - differential input?

[Martin J. (bluematrix)]

Hallo,
ich habe ein Problem bei meiner aktuellen Schaltung mit einem AD7794, 
mit welchem Spannungen bis 1.0V gemessen werden sollen.

Aufbau:
Der ADC ist per SPI, galvanisch getrennt an einen Xmega gekoppelt. Die 
galvanische Trennung erfolgt mit einem ADUM1401. Die Spannungsversorgung 
erfolgt über einen separaten DCDC Wandler, welcher auch galvanisch 
getrennt ist. An den Eingängen des ADC ist nur ein einfacher 
Spannungsteiler und Kondensatoren wie im Datenblatt empfohlen. Als 
Referenzspannung nehme ich die interne 1.17V Quelle.

Datenblatt:
http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/AD7794_7795.pdf

Problem:
Hat der ADC richtige differentielle Eingänge, denn stabile Messungen 
bekomme ich erst, wenn ich den negativen Pin eines Eingangs mit der 
Masse des ADC verbinde. Möchte ich also zum Beispiel die Spannung einer 
Batterie messen, so reicht es nicht den "+" und "-" Eingang mit den 
Polen er Batterie zu verbinden, sondern ich muss den "-" Eingang 
zusätzlich mit der Masse des ADC verbinden.

Normalerweise sollte der Chip doch auch ohne den Massebezug die Spannung 
messen können, denn sonst wären die Eingänge ja nur Singleended.

Hat jemand ähnliche Erfahrungen gemacht?
Im Gegensatz zu allen anderen Posts hatte ich keine Probleme mit der 
Kommunikation.

Danke Martin

[Achim S. (Gast)]

Martin J. schrieb:
> Normalerweise sollte der Chip doch auch ohne den Massebezug die Spannung
> messen können, denn sonst wären die Eingänge ja nur Singleended.

Der Baustein ist schon "richtig differentiell", aber das heißt nicht 
dass kein Massebezug zwischen seinen Eingängen und der Signalquelle 
nötig wäre. Es bedeutet nur, dass er die Spannungsdifferenz zwischen 
Ain+ und Ain- auswertet. Damit er diese Differenz auswerten kann, müssen 
alle Analogeingänge (sowohl Ain+ als auch Ain-) zwischen AGND und AVDD 
liegen, es reicht nicht dass ihre Differenz kleiner ist als AVDD.

Wenn es keinen Massebezug zwischen den Analogeingängen und AGND geben 
würde, dann können die Input-Bias Ströme nicht zurück fließen. Das sind 
zwar nur nA, aber trozdem würden sich die Eingänge aufladen und in 
Richtung einer Versorgung driften.

"Differentieller Eingang" bedeutet also nicht "kein Massebezug 
notwendig".

[Arc N. (arc)]

Der Spannungsteiler für die "Referenz" ist etwas niederohmig bzw. was 
passiert wenn es R121 zerlegt. Ebenso könnte es bei den Analogeingängen 
sein.
Eine andere Frage ist noch, wie die Eingänge gemessen werden bzw. was 
für die Messung eingestellt wird: Buffered/Unbuffered, je nachdem was 
eingestellt ist, sind die Grenzen "Absolute AIN Voltage Limits" 
einzuhalten, ansonsten kommt da nicht unbedingt das raus, was erwartet 
wird. Wenn Unbuffered gemessen wird, sind die Eingangsströme (400 nA/V) 
auch nicht zu vernachlässigen

[Martin J. (bluematrix)]

Abend...

@Achim S. (Gast)
Danke für den Hinweis. Wie macht das dann aber ein Multimeter, das hat 
doch auch keinen Massebezug?

@Arc Net (arc)
der ADC wird Gain1, mit der internen Refernenz und im Buffered-Mode 
betrieben. Von dir liest man ja viel im Zusammenhang mir dem AD7794. Wie 
sicherst du die Eingänge für diesen Wandler, für Strommessung (0-20mA) 
und Spannungsmessung (0-10V). Je nach Anwendung können verschiedene 
Sensoren angesteckt werden, daher absichern gegen Fehler vom Benutzer.

Wie kann ich mit dem ADC auch ohne Massebezug meine Spannungen messen?

Den Chip und die Messergebnisse haben mich ansonten richtig begeistert. 
Werde den also in nächster Zeit noch öfter einsetzen. Was könnt ihr mir 
noch für Empfehlungen im Bezug auf diesen Chip und solche 
Messschaltungen geben?

Danke Martin

[Purzel H. (hacky)]

Wenn das Messmodul eh floating ist, kann man den - Eingang an den GND 
des ADC haengen. Den differentiellen Eingang braucht man fuer 
Vierleiter-, und Brueckenmessungen und aehnlich

[Achim S. (Gast)]

Martin J. schrieb:
> Danke für den Hinweis. Wie macht das dann aber ein Multimeter, das hat
> doch auch keinen Massebezug?

Klar hat es den: es verbindet intern z.B. den Minus-Eingang vom 
Messobjekt mit seiner Masse. Und weil die Versorgung des Multimeters 
floatet gleicht es seine Masse an das Potential des Messobjekts an. Der 
BIAS-Strom des ADC-Eingangs kann über diese Verbindung zurück fließen.

Genau das selbe hast du getan, als du einen Ain- mit der Masse des ADCs 
verbunden hast - und damit hat deine Schaltung ja auch funktioniert. 
Schwierig wird es erst, wenn du mehrere Messobjekte mit 
unterschiedlichen Massepotentiale hast und deren Massen um mehr als AVDD 
auseinander liegen.  dann kannst du sie nicht alle mit einem einzelnen 
AD7794 messen.

[Martin J. (bluematrix)]

Ok hab's verstanden,
ich stand irgendwie auf dem Schlauch.
... passiert  :-(