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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Messgenauigkeit von ADC Schaltung


Autor: Rooney Bob (rooney)
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Hallo!

Ich soll überprüfen, ob ich mit gegebenem ADC den Anforderungen 
entspreche, aber kenn mich in diesem Sektor etwas schlecht aus. Bis 
jetzt musste ich so etwas noch nie berechnen sondern hab das einfach auf 
gut Glück gemacht.

Angaben zum ADC:
Eingangsspannungsbereich: 0..3V
INL: +/- 1.5 LSB
DNL: +/- 1 LSB
Offset Error: +/- 15 LSB
Gain Error: +/- 30 LSB
Temperaturkoeffizient der Referenzspannung: 50ppm/°C

Die Messgenauigkeit des analogen Signals muss mindestens +/-1.25% 
betragen, entspricht +/- 51.2 LSB.

Nun habe ich mal ausgerechnet, ob die Referenzspannung ausreichend genau 
ist.

Tc (Temperaturkoeffizient) = (Fehler [%] – Anfangsgenauigkeit) / 
Temperaturdifferenz

Betriebstemperatur ist 125°C, Referenzangabe wird für 25°C angenommen. 
Keine Angaben zur Anfangsgenauigkeit im Datenblatt, deswegen 
idealerweise als 0 angenommen,

Tc = (1.25 – 0) / (125 – 25) = 125ppm

Der Temperaturkoeffizient der Referenzspannung darf also maximal 
125ppm/°C aufweisen.

Dieses Ergebnis ist natürlich für einen idealen ADC. Welchen Einfluss 
haben INL, DNL, Offset und Gain Error auf die Gesamtgenauigkeit?

Addiere ich Offset und Gain Error erhalte ich bereits einen Gesamtfehler 
von +/- 45 LSB. Es bleiben also noch +/- 6.5LSB „Spielraum“.
Wenn ich nun also den maximal erlaubten Temperaturkoeffizienten für die 
Referenzspannung berechnen will, dann muss ich doch diesen Wert nehmen 
oder?
+/- 6.5 LSB entsprechen etwa +/- 0.15% des Eingangssignal, d.h. der 
Fehler verursacht durch die Referenzspannung muss kleiner 0.15% sein, 
damit der Gesamtfehler kleiner als +/- 1% ist.

Wende ich die Formel von oben an, dann komm ich auf einen maximal 
erlaubten Temperaturkoeffizienten von 15ppm/°C.

Sind meine Überlegungen bis zu diesem Punkt korrekt?

Wie berücksichtige ich nun INL und DNL?
Muss das Quantisierungsrauschen von +/- 0.5 LSB auch noch berücksichtigt 
werden?
Wie wird der Fehler berücksichtigt, der durch die analoge 
Eingangsbeschaltung verursacht wird? (OPAMP Puffer, Widerstandsrauschen 
etc…)


lg
Rooney

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