mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ADC (-0.4 1 V) und OpAmp Addierer


Autor: F. V. (coors)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi Forum,

Ich versuche die Spannung eines Femtowattmeters per ADC auszulesen.

Die Schaltung steht soweit, jedoch ist der Output des Messgeraetes von 
-0.4 bis 6V.

In der Praxis ist mein zu messendes Signal jedoch so klein, dass die zu 
erfassende Spannung im Bereich von -0.4 bis maximal 2V liegt.

Daher moechte ich gern per OpAmp Offset die Spannung um 0.4 anheben, so 
dass der Bereich mit den negativen Spannungen auch zu erfassen ist.

Die eigentliche Frage ist, ob der Op nun eine negative Spannung braucht, 
oder ob ich den ganz einfach mit 0 - 5V betreiben kann.

Muessen die Eingaenge auch zwischen -VCC und +VCC liegen oder bezieht 
sich das nur auf den Ausgang?

Und falls ich das ganze dann doch mit -5V .. 5V betreiben muss: Was ist 
da eine gaengige Loesung?

Bisher plane ich einen LM324 oder LM358A zu nehmen.

Gruesse,
Felix

Autor: mäxchen (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Natürlich müssen die Eingangsspannungen innerhalb der Speisung liegen!!
Und falls ich das ganze dann doch mit -5V .. 5V betreiben muss: Was ist
da eine gaengige Loesung?

Wie meinst du das? Die Schaltung?

Autor: F. V. (coors)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wie meinst du das? Die Schaltung?

//

Ja, habe leider noch keine Erfahrung mit Ops. Versorgt wird das ganze 
mit einem 9V Netzteil und einem 7805.

Das Problem der Speisung wird leider oft nicht behandelt. Wenn ich das 
im Moment richtig sehe waere es ja geschickt den Op mit -9 .. 9V oder -5 
.. 5V zu betreiben, damit das ganze linear bleibt.

Was ist denn die geschickteste und / oder guenstigste Loesung diese 
Spannungen zu kriegen?

Interessant waeren vorallem Optionen ohne zusaetzliche Bauteile, falls 
moeglich.

Vielen Dank fuer die Hilfe.

Felix

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das geht ohne negative Versorgung, wenn der Ausgang des Messgeräts 
genügend niederohmig ist um einen Spannungsteiler zu treiben. 
Rechnerisch müßte das Teilverhältnis 6,4/5 betragen, und der Teiler muß 
auf eine saubere Referenzspannung statt nach Ground führen. 1,4V/5V wäre 
ein Widerstandsverhältnis von 0,28 das sind z.B. 20k zu 5k6

Autor: ADC (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hast du mal über eine Differentialmessung nachgedacht, dann kannst du 
dir das mit dem OP sparen und hast auch genauere Werte.

Autor: F. V. (coors)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Christopf:

Gute Idee finde ich. Macht es da Sinn die Referenzspannung per 
Spannungsteiler nach dem 7805 abzugreifen, oder nimmt man da eher nen 
zusaetzlichen Linearregler?

Denn wenn man nen Regler zusatzlich braucht ist vielleicht ne Schaltung 
mit Op und DC/DC Wandler doch die bessere Wahl wenn man Messungen von 
Unterschiedlichen Tagen vergleichen koennen moechte.

Wie testet man die Niederohmigkeit der Ausgaenge?


@ ADC:

Wenn ich das richtig verstanden habe, bleibt das Problem der negativen 
Eingangsspannungen auch bei Differenzialmessungen. Ich bin dabei ja 
immernoch negativer als Ground am Eingangspin des ADC.
Falls ich das Falsch sehe wuerden sich allerdings alle Probleme in Luft 
aufloesen.


Ist es allgemein geschickter per Differenzialmessung mit Gain zu messen 
oder einen Op vorzuschalten? Die Idee soweit war:
User per Op Amp Offset die Baseline legen zu lassen und ohne 
Verstaerkung am ADC ggf. von 1.1 auf 2.56V Referenz zu schalten.

Dabei ist es wie gesagt interessant Messungen von verschiedenen Tagen 
vergleichen zu koennen.

Autor: ADC (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die ADCs die ich kenne können +/- Referenz messen. Hier z.B. der: 
http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/ads1110.pdf

Die Input Impedance ist bei dem aber nicht so dicke.

Autor: F. V. (coors)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Unter absolute maximum ratings steht bei dem aber auch -0.3 .. Vdd + 
0.3V. Daher wuerde ich hier auch vermuten, dass ich nen Op oder so zum 
anheben der Spannung brauche bevor ich messe.

Bisher verwende ich einfach den ADC eines Mega644P. Unter normalen 
Umstaenden sollten mir da die 10 bit reichen, da ich vermutlich eh 
Schwierigkeiten kriege das ganze fuer 16 bit ausreichend zu entstoeren.

Bisher hatte ich immer ein Offset von 35 mV, ansonsten aber ausreichende 
Aufloesung und Genauigkeit (int 2.56V ref gibt bei meinem Chip 2.51V).

Habe bei den ersten Tests immer ueber 1k Werte gemittelt und ueber RS232 
die Standardabweichung als zusaetzlichen Parameter uebertragen. Sah 
soweit alles in Ordnung aus, daher denke ich dass mir die 10 bit 
reichen.

Problem ist wie gesagt nur, dass der ADC des Mega644P Spannungen unter 
GND nicht aufloesen kann.

Felix

Autor: ADC (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das sind absolute Zahlen oder wie soll der ADC bei min. 2.7V VCC 
negative Spannungen messen, die er ja nicht misst sondern immer nur die 
Differenz aus V+ und V- die max. +/-2.048V betragen darf.

Easy going.

Autor: F. V. (coors)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Auf Seite 3 sagt das Datenblatt doch auch Analog Input Range: Min GND 
-0.2

Tut mir leid, wenn ich das falsch verstehe, aber für mich sieht es 
immernoch so aus als würde das so einfach nicht gehen.

Mein Eindruck ist
, aber immernoch größer GND -0.2.


Hast du damit schon Erfahrungen gemacht? Wie gesagt, blutiger Anfänger 
hier. Ansonsten kanns vermutlich nicht schaden soeinen mal 
mitzubestellen und es zu testen...

Felix

Autor: Matt (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ein invertierender Verstärker mit v=-1 und +Eingang auf 1V statt Masse 
sollte ohne negative Versorgung -0.5..2V auf 2.5V..0V umsetzen, wenn 
mein Bierdeckel recht hat. Woher man stabile 1V bekommt, wäre eine 
andere Frage (A_ref vom uC mit der anderen OP-Hälfte buffern und 
Spannungsteiler dahinter fiele mir spontan ein.) Die Frage nach der 
Ausgangsimpedanz des Messgeräts ist dabei immer noch nicht vom Tisch...

Was heißt günstigste Lösung in Deinem Fall? Lohnt es sich, stundenlang 
zu lesen/recherchieren, um Bauteile für 10 EUR zu sparen?

Grüße

Autor: ADC (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ja, Denkfehler. Du kannst max. -200mV auf den Eingang geben, Durch einen 
einfachen Spannungsteiler (wenn das bei dir funktioniert) und dem 
internen PGA vom ADC kannst du deinen vollen Bereich fahren 
(-400mV-6000mV). Ich finde diese ADCs einfach zu handeln und präzise 
(auch mit Spannungsteiler).

Bei den OpAMPS wird es mit der negativen Spannung nicht anders aussehen, 
die mögen grenzwertige Spannungen überhaupt nicht.

Autor: F. V. (coors)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Naja, günstig heißt in diesem Fall gutes Ergebnis und ohne extremen 
Aufwand umsetzbar. Auf 10 Euro solls hier nicht ankommen, nur soll das 
Ergebnis stimmen.

Daher hab ich mich grade gegen nen Spannungsteiler und die -0.2V 
mitnehmen entschieden und einfach nen DC/DC Wandler mitbestellt. Demnach 
mache ich das dann über nen Subtrahierer / Op, da ich mit -1 .. 3V 
mittig genug liege (Op wird dann mit -5 / 5V gespeist), um lineares 
Verhalten für den Offset zu bekommen.

Falls es Einwände gibt, nur her damit. Bin wirklich froh über jeden 
Einwand :)

Ansonsten kann ich ja bei Bedarf (hier melden) die Schaltung auch mal in 
Eagle reinhacken und hier posten. Scheint ja ein nicht allzu unübliches 
Thema zu sein.

Viele Grüße,
Felix

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.