Moin! zur Messung von Spannungen in Bauteilen (bin Maschinenbauer…) habe ich mir folgenden Versuchsaufbau im Bastelkeller aufgebaut: DMS --> 2x Instrumentenverstärker AD623 --> AD Wandler vom Microcontroller --> kleines Labviewprogramm. Als Eingangssignal erwarte ich Frequenzen um die 100 kHz. Der Instrumentenverstärker verstärkt bis auf 5 V. Laut Datenblatt auch bei einer Verstärkung von ca. 100 ziemlich linear. Der AD Wandler vom Microcontroller "verträgt" nur 3 V. Als Lösungsansatz hatte ich mir einen "einfachen" Spannungsteiler mit Hilfe von 2 hochohmigen Widerstände (Megaohmbereich) aus der Bastelkiste überlegt. Leider habe ich im Bastelkeller kein Oszilloskop. Aber "gefühlt" wirken die Widerstände schon durch einen induktiven Anteil als Tiefpass. 1. Empfiehlt es sich grundsätzlich eher nieder- oder hochohmige Spannungsteiler für solche Messzwecke einzusetzen? 2. Eignen sich bestimmte Widerstände hier vielleicht besser? 3. Mache ich mir ins Hemd und bei Frequenzen bis 100 kHz ist der "Tiefpass" Effekt durch die Widerstände vernachlässigbar) 4. ---> meine Elektronikkenntnisse kommen noch aus dem Physik LK ;-) … Besten Dank und Gruß Arne
Arne schrieb: > mit > Hilfe von 2 hochohmigen Widerstände (Megaohmbereich) Das Problem sind die Kapazitäten. Und die sind schon automatisch in deinem Aufbau enthalten (unegachtet der Widerstände). die Grenzfrequenz für einen Tiefpass ist: fg= 1/(2*PI*R*C) Dein Problem ist das große R wodurch schon sehr kleine C ein Problem machen. Rechne dir ruhig mal aus, wie groß dein C bei 100KHz sein darf.
Arne schrieb: > Als Lösungsansatz hatte ich mir einen "einfachen" Spannungsteiler mit > Hilfe von 2 hochohmigen Widerstände (Megaohmbereich) aus der Bastelkiste > überlegt. Warum hochohmig? Der AD-Wandler besitzt eine Eingangskapazität und die muss über den Spannungsteiler umgeladen werden. Die Induktivität der Widerstände kannst du in dem Frequenzbereich eher vergessen.
Arne schrieb: > Als Lösungsansatz hatte ich mir einen "einfachen" Spannungsteiler mit > Hilfe von 2 hochohmigen Widerstände (Megaohmbereich) aus der Bastelkiste > überlegt. Leider habe ich im Bastelkeller kein Oszilloskop. Aber > "gefühlt" wirken die Widerstände schon durch einen induktiven Anteil als > Tiefpass. Du solltest dir eher Gedanken um die Kapazitäten machen, der induktive Anteil bei MOhm-Widerständen ist gegenüber dem ohmschen Anteil bei 100kHz vernachlässigbar. Aber z.B. 4pF (Eingangskapazität des AD623) mit 1MOhm ergeben 40kHz -3dB-Grenzfrequenz und etwa -9dB bei 100kHz.
Arne schrieb: > Der Instrumentenverstärker verstärkt bis auf 5 V. Laut Datenblatt auch > bei einer Verstärkung von ca. 100 ziemlich linear. Der AD Wandler vom > Microcontroller "verträgt" nur 3 V. > > Als Lösungsansatz hatte ich mir einen "einfachen" Spannungsteiler mit > Hilfe von 2 hochohmigen Widerstände (Megaohmbereich) aus der Bastelkiste > überlegt. Und warum so kompliziert? Bei dem Instrumentenverstärker kannst du über einen Widerstand den Verstärkungsfaktor einstellen. Dann stell ihn halt passend ein. Die Idee mit einem so hochohmigen Spannungsteiler an einem "normalen" A/D Eingang ist kompletter Unfug. Schau ins Datenblatt deines Controllers, bei schnellen Messungen darf der (dynamische) Innenwiderstand der Quelle nur einige 100 Ohm sein, weil ja der interne Sample/Hold Kondensator schnell umgeladen werden muss.
> Ohmscher Spannungsteiler - ab ca. welcher Frequenz induktiver Anteil > nennenswert? Tolle Frage. Tollere Antwort: Ab der diese gesuchte Frequenz ca. eine Rolle spielt: Bezogen auf die von der betreffenden Aufgabenstellung gewünschten Genauigkeit (neudeutsch: "Performance") ... SCNR
... Klar, wurde ja schon geschrieben: Entsprechendes gilt auch für Kapazitäten.
Arne schrieb: > Der Instrumentenverstärker verstärkt bis auf 5 V. Laut Datenblatt auch > bei einer Verstärkung von ca. 100 ziemlich linear. Der AD Wandler vom > Microcontroller "verträgt" nur 3 V. Ich nehme an Single Supply 5V. Da sind 100kHz nur bis zu 10x Verstärkung drinnen. Wie ist das Microcontroller "verträgt" nur 3 V zu verstehen? Spannungsfestigkeit des MC-ADC Einganges oder Aussteuerungsgrenze? Der Instrumentenverstärker lässt sich sowieso nicht bis zu seiner Versorgung von 5V aussteueren. Außerdem ist der Aussteuerungsbereich für Großsignal mit zunehmender Frequenz kleiner. Ich würde den Ausgang des Instrumentenverstärker direkt an den ADC Eingang anschließen und zur Not die Ausgangsspannung auf ADC Versorgungspannung klemmen, sowie auf ein bischen Austeuerungsbereich verzichten.
Arne schrieb: > Der Instrumentenverstärker verstärkt bis auf 5 V. Laut Datenblatt auch > bei einer Verstärkung von ca. 100 ziemlich linear. Der AD Wandler vom > Microcontroller "verträgt" nur 3 V. > > Als Lösungsansatz hatte ich mir einen "einfachen" Spannungsteiler mit > Hilfe von 2 hochohmigen Widerstände (Megaohmbereich) aus der Bastelkiste > überlegt. Alternativer Lösungsansatz wäre, das Signal nur so weit zu verstärken, dass die 3V nicht überschritten werden. Dann kann der Ausgang des INA direkt an den Eingang des ADC. Gerald K. schrieb: > Wie ist das Microcontroller "verträgt" nur 3 V zu verstehen? Voltage on pin with respect to ground maximal 3V
Wolfgang schrieb: > Voltage on pin with respect to ground maximal 3V Dann Klammerung mit Schottkydiode gegen 3V Versorgung. Meist sind es Versorgung + 0,5V.
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Besten Dank schon einmal für die vielen Antworten. Wenn ich die Antworten richtig deute, sollte ich (wenn überhaupt) eher einen möglichst niederohmigen Spannungsteiler verwenden. Die Verstärkung vorab auf ein sinnvolles Maß einzustellen, ist leider nur begrenzt möglich. Die exakte Amplitude des Eingangssignal muss erst ein Versuch zeigen und hier verursacht jeder Versuch kosten. Zwar sind die Kosten im Rahmen, aber es bleibt ein Hobby.... Bevor mir einer den Tipp gib, dann kauf doch ein gescheiten Verstärker... beim Hobby ist doch der Weg das Ziel... ;-) Gruß Arne
Arne schrieb: > Wenn ich die Antworten richtig deute, sollte ich > (wenn überhaupt) eher einen möglichst niederohmigen > Spannungsteiler verwenden. Naja... nein... "möglichst niederohmig" wäre z.B. 3mOhm zu 5mOhm, und das ist AUCH Unsinn. Im Frequenzbereich unter 1MHz ist ein Widerstand von 10kOhm ein sinnvoller grober Anhaltspunkt; das darf durchaus als "3kOhm...30kOhm" interpretiert werden. Das ist aber nur ein Richtwert , kein Dogma. > Die Verstärkung vorab auf ein sinnvolles Maß > einzustellen, ist leider nur begrenzt möglich. Deswegen verwendet man in solchen Fällen eine Kette aus zwei Verstärkern und setzt hinter einen Vorverstärker mit relativ niedriger, fester Verstärkung noch einen Messverstärker mit variabler (z.B. umschaltbarer) Verstärkung.
Arne schrieb: > Die Verstärkung vorab auf ein sinnvolles Maß einzustellen, ist leider > nur begrenzt möglich. Die exakte Amplitude des Eingangssignal muss erst > ein Versuch zeigen und hier verursacht jeder Versuch kosten. Zwar sind > die Kosten im Rahmen, aber es bleibt ein Hobby.... Warum soll das beim Definieren eines Spannungsteilers anders sein als beim Definieren des Verstärkungsfaktors?
kann die angedachte Schaltung vorab mit LTspice skizziert werden ?! Hier zum anpassen, löschen ist schneller als suchen :-) Beitrag "Re: Simulation AD623"
Carlo schrieb: > kann die angedachte Schaltung vorab mit LTspice skizziert werden > ?! > Hier zum anpassen, löschen ist schneller als suchen :-) > Beitrag "Re: Simulation AD623" Hast Du gerade Schreibdurchfall? Und kopierst Deine Beiträge? siehe Beitrag "Simulation AD623"
Wenn ich die Spannung auf 3V begrenze, bleiben zwar die Kosten vom Versuch. Aber im Fall der Fälle bleibt zumindest der Microcontroller für weitere Versuche i. O. Die Microcontroller kosten zwar jetzt auch nicht mehr so viel, aber auf Lager habe ich die trotzdem nicht und die Lieferzeiten von Reichelt und Co. und meine "Bastelzeit" am Wochenende beißen sich ....
Egon D. schrieb: > Im Frequenzbereich unter 1MHz ist ein Widerstand von > 10kOhm ein sinnvoller grober Anhaltspunkt; Dann lese erst mal das Datenblatt des Controllers wie hoch der max. Innenwiderstand der Quelle beim (schnellen) Messen mit dem ADC sein darf. Den Ina über einen 400-1000 Ohm Widerstand an den ADC Eingang, die interne Clamping Diode sollte eine Überspannung bis 5V dann sicher ableiten. Zur Sicherheit nochmal im Datenblatt von Controller und INA nachschauen wegen Belastbarkeit des INA Ausgangs und der Clamping Diode. Externe Clamping Diode dürfte ziemlich sicher überflüssig sein. Auch hier: Datenblatt des Controllers lesen.
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