Hallo, welche Daten muss ich beachten wenn ich einen Analogmultiplexer auswähle? In meinem Fall soll der zwischen 3 Opamps vom Typ LMV771 und einem MCP3550 (22 bit ADC) eingesetzt werden. Umgeschaltet wird mit einem Intervall von > 50 ms, die Signale sind DC. Kann ich hier z.B. einen SN74LV4051A einsetzen? Grüße Thomas
Der SN74LV4051A könnte gehen. Die wesentlichen Einschränkung der billigen 4051 Multiplexer sind die eventuell etwas hohen Leckströme und Ladungsinjektion. Hinter einem OP, also einer niederohmigen Quelle ist das aber kein Problem. Ob jetzt 74LV oder 74HC besser ist muss man ggf. noch sehen, sofern da überhaupt ein deutlicher Unterschied ist.
Stichworte Isolation, Leckstrom, Durchschaltwiderstand, Ladungsinjektion. Dabei sollte man bei jeden die Definition nachschauen und pruefen, wie das mit den 22 bit hinkommt, resp was zu verbessern waere.
Wer's nachrechnen/abschätzen möchte: DC und AC Performance, Kanalisolation vs. Frequenz, Ladungsinjektion und -kopplung, Einschwingzeit etc. http://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-088.pdf
>> Kann ich hier z.B. einen SN74LV4051A einsetzen? Wenn du seine Daten lesen könntest, hättest du ganz schnell gemerkt, dass der eine Katastrophe ist mit Ron irgend wo zwischen 22R und 100R!! Hinweis: Ron variiert in Abhängigkeit vom Signalpegel - das wird aber im Datenblatt nicht verraten. Mit Analogschalter brauchst du oft trotzdem eine ADC-Treiberstufe. Aber selbst bei den besten Analogschaltern von AD wirst du bei 22Bit ADC nicht glücklich werden. Alternative: 1.) Verwende OPAs mit Output-Enable. Da kannst du die Ausgänge parallel schalten, wenn nur ein OPA enabled. (so wie LT1783 im 6Pin(!)-SOT23; ist aber ansonsten kein Präzisions-OPA) 2.) Du verwendest einen ADC mit >2 umschaltbaren Eingängen. 3.) verwende eine gute Type von AD mit niedrigem und flachem Ron.
Hallo, vielen Dank für die Hinweise. Vor allem der Text von analog devices gibt einen schönen Überblick mit dem Ersatzschaltbild. Wenn ich das richtig sehe sind in meinem Fall der Durchschaltwiderstand und Leckstrom die begrenzenden Faktoren. Der SN74LV4051A hat hier 38 Ohm und bis zu 1µA damit wird wohl bei VRef=5V alles über 16 Bit problematisch. Werde mich mal auf die Suche nach einem anderen Multiplexer machen (der 74HC ist noch ungünstiger). Die 22 Bit werden wohl ohnehin nicht ganz realistisch aber mehr als 18 Bit dürften es schon sein. @ Alexxx: ein Puffer nach dem Multiplexer sollte die Problematik mit der Eingangsimpedanz von 2,4 MOhm des ADC lösen oder? (Sofern der Leckstrom des Multiplexers klein genug ist) Grüße Thomas
Hallo, habe jetzt den ADG704 gefunden. Der hat einen Ron von max. 4,5 Ohm und 0,3 nA Leckstrom. Das macht dann nen Fehler von: 1.4 nV = 4,5 Ohm * 0,3 nA Wobei der ADC bei Uref = 4 V nur maximal 1 µV (= 4 V / 2^22) auflöst. Der Eingangswiderstand des ADCs verursacht allerdings immer noch 7.5 µV = 4 V * 4.5 Ohm / 2.4 MOhm Das sollte aber durch einen Puffer mit hohem Eingangswiderstand (z.B. LMV771) vor dem ADC zu lösen sein oder? Grüße Thomas
Der Fehler ist ja relativ zur Spannung nur etwas weniger als 2ppm und ggf. sogar einigermaßen konstant.
Thomas K. schrieb: > Hallo, > > habe jetzt den ADG704 gefunden. Der hat einen Ron von max. 4,5 Ohm und > 0,3 nA Leckstrom. Das macht dann nen Fehler von: > > 1.4 nV = 4,5 Ohm * 0,3 nA > > Wobei der ADC bei Uref = 4 V nur maximal 1 µV (= 4 V / 2^22) auflöst. > Der Eingangswiderstand des ADCs verursacht allerdings immer noch > > 7.5 µV = 4 V * 4.5 Ohm / 2.4 MOhm > > Das sollte aber durch einen Puffer mit hohem Eingangswiderstand (z.B. > LMV771) vor dem ADC zu lösen sein oder? > > Grüße Thomas Kommt drauf an was gemessen werden soll... 1. Der MCP selbst hat auch schon Offsetfehler die rauskalibriert und/oder rausgemessen werden müssen 2. Der MCP misst differentiell (der ADG704 ist es allerdings nicht, eher dann z.B. ADG707 siehe 4.) d.h. nicht der maximale Fehler des Multiplexers wirkt sich bei passender Schaltung aus, sondern das, was als "On Resistance Match" o.ä. bezeichnet wird 3. Offsetfehler/Fullscale-Fehler lassen sich rausmessen u.a. mit Correlated Double Sampling 1) 4. Die "überzähligen" Kanäle des ADG707 ließen sich dann z.B. für CDS benutzen 1) http://www.cypress.com/documentation/application-notes/an66444-psoc-3-and-psoc-5lp-correlated-double-sampling-reduce-offset Alexxx schrieb: > 2.) > Du verwendest einen ADC mit >2 umschaltbaren Eingängen. Die haben meist auch nur einen ADC und einen Multiplexer davor. Letzterer ist meist nicht vollständig spezifiziert...
Danke für die Einschätzungen. Den Buffer werde ich mir also schenken. Habe den ADG704 ausgesucht da ich den MCP als single-ended mit IN- auf GND betreiben möchte. Sind dann auch nur noch 21 Bit ist mir gerade aufgefallen… Danke auch für die CDS-Appnote. Die Frage ist wie der „Eingangswiderstand“ des MCP zustande kommt. Wenn der die Leckströme der ESD-Schutzdioden beschreibt wird das wohl mit einer Offsetfehler- und Fullscale-Fehler-Korrektur schwierig in den Griff zu bekommen sein. Grüße Thomas
Thomas K. schrieb: > Danke für die Einschätzungen. Den Buffer werde ich mir also schenken. > Habe den ADG704 ausgesucht da ich den MCP als single-ended mit IN- auf > GND betreiben möchte. Sind dann auch nur noch 21 Bit ist mir gerade > aufgefallen… Single-Ended ist bei den Auflösungen sehr ungünstig, da dann alle Fehler u.a. parasitäre Thermospannungen voll auf das Endergebnis durchschlagen. > > Danke auch für die CDS-Appnote. Die Frage ist wie der > „Eingangswiderstand“ des MCP zustande kommt. Wenn der die Leckströme der > ESD-Schutzdioden beschreibt wird das wohl mit einer Offsetfehler- und > Fullscale-Fehler-Korrektur schwierig in den Griff zu bekommen sein. Nein, die Schutzdioden bzw. deren Leckströme sind für die normale Messung (meist) nicht relevant. Der Eingangswiderstand des MCP ist, vereinfacht, davon abhängig wie schnell der Eingang abtastet (nicht die Ausgangsdatenrate des ADCs) und welche Kapazität der Sampling-Kondensator (im Ersatzschaltbild) hat: 1/(Fs * Cin)
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>> Die haben meist auch nur einen ADC und einen Multiplexer davor.
Letzterer ist meist nicht vollständig spezifiziert...
???
Die / der Multiplexer sind intern! Alle Daten sind MIT Multiplexer!
Deshalb muss nix extra angegeben werden.
Alexxx schrieb: >>> Die haben meist auch nur einen ADC und einen Multiplexer davor. > Letzterer ist meist nicht vollständig spezifiziert... > > ??? > Die / der Multiplexer sind intern! Alle Daten sind MIT Multiplexer! > Deshalb muss nix extra angegeben werden. Kommt auf den ADC an... wenn es hinter dem internen Multiplexer ohne Buffer auf den Modulator geht hätte ich schon gerne gewusst welche Spezifikationen der Multiplexer hat insb. wenn der ADC die Multiplexer-Ausgänge nach außen führt, um externe Signalaufbereitung einschleifen zu können. Beim LTC2449 ist der Multiplexer bspw. nicht spezifiziert, ebenso beim MAX1401 nur "teilweise" ("leakage ... up to 10 nA"), beim ADS1258 schon etwas besser, aber auch nicht vollständig und selbst bei ADCs wo diese Ausgänge nicht nach außen geführt sind, fehlt häufig die Angabe wie hoch bspw. das Übersprechen zw. den Kanälen ist (beim ADS1258 sind es bspw. -110 dB bei 1 kHz...)
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