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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 16-bit ADC mit Oversampling


Autor: Gast (Gast)
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Hallo,

ich auf der suche nach einem 16 bit ADC mit Oversampling.
ich möchte einen Schwingungssensor mit 80 Khz abtastenund sein Signal 
digitalisieren.

ich hoffe es kann mir wer da behilflich sein...

VDumfG,

Autor: Gast (Gast)
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kein Tipp?????

Autor: Gast (Gast)
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ich verstehe das Begriff Oversampling nicht Richtig deshalb weiße ich 
nicht wie Groß soll mein ADC abtasten.

Autor: Schorsch (Gast)
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hi,

willst du mit 80kHz abtasten oder hat der Sensor ein 80kHz Signal?

Die Abtastrate sollte mindestens doppelt so hoch sein wie das zu 
messende Signal.

Wenn du das hast dann musst du nur nen ADC suchen der schnell genug 
samplen und convertieren kann. Der µC sollte da natürlich mithalten 
können.

Gruss,
Georg.

Autor: Gast (Gast)
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Danke Georg,

ich möchte mit 80kHz abtasten d.h. der Sensor hat ein 40kHz Signal.
Und das Problem liegt daran, dass ich einen ADC der 112x höher abtastet 
(Oversampling) und der soll 16-bit Auflösung haben suche.
Und nix finde.
Kennst du einen??

Autor: Stefan Kunz (Gast)
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Wenn man mal fragen darf, wofür brauchst du 112 fache Überabtastung?
Wenn du das wirklich bräuchtest suchst du nach einem ADC mit 9MS/s und 
du würdest damit grade mal 19bit aus dem ADC rauskitzeln abzüglich des 
Quantisierungsrauschen.

Für ein 40kHz Signal solltest du entweder mit 100kHz Abtasten oder mit 
min. 400kHz("Industriestandart").

In der Kategorie solltest du mehr finden als mit 9MS/s.

MfG
Stefan

Autor: H.Joachim Seifert (crazyhorse)
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Du willst also mit 4,6MHz abstasten und das mit 16bit Auflösung?
Wie kommst du auf 112-fache Abtatsfrequenz?
Falls das alles soch richtig ist (was ich noch nicht glaube), gibt bei 
Linear schon ein paar (LTC2202 z.B.), die das erfüllen, Analog Devices 
wahrscheinlich auch.
Schon Gedanken darüber gemacht, wie du die Datenmengen wegschaufeln 
willst?

Autor: Gast (Gast)
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ich Danke euch erstmal,

auch wenn ich das Signal höher Abtaste (Oversimpling), soll der ADC das 
Signal Filteren, dass ich am Ausgang des ADCs 80 KHz kriege. Das spart 
mir sehr viel Rechenaufwand.

Autor: Stefan Kunz (Gast)
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Nochmal als Frage, was möchtest du genau machen, sonst bleibt das ein 
wenig Kaffesatzleserei.

1. Mußt du das Signal, welches in den ADC soll mit einem Analogen 
Tiefpass begrenzen, sonst bekommst du Alaising-Effekte.

2. Je nach Signal eventuell einen niedrigen Hochpass um Gleichspannung 
herauszufiltern.

Das ist so das Minumum an Analogtechnik, welches vor dem ADC aufgebaut 
werden MUSS.

Nun bleibt aber die Frage noch im Raum: Wofür du 112x Oversampling 
brauchst?
Des weiteren, wie willst du die Daten weiter verarbeiten?
Und zu guter letzt, wie willst du die Daten wieder ausgeben?

MfG
Stefan

Autor: Gast (Gast)
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Der Analogteil habe ich schon. Bei Schwingungsmessungen kann man besser 
das Signal gewinnen, wenn man Oversampling benutzt.
deshalb suche ich einen ADC der Höher im eingang abtastet (einstellbar)
und das Signal intern filtert.

Autor: Stefan Kunz (Gast)
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Einfacher wäre es 10x Oversampling, 112x ist einfach übertrieben, und 
danach kannste eine FFT drüber hauen, die ist auch nicht ganz so 
rechenintensiv, oder nimmst eine DFT, welche einfacher zu programmieren 
ist. In beiden Fällen bekommst du das Frequenzspektrum des Zeitfensters, 
welches du eingelesen hast.
Meinem Kollegen und mir ist jedenfals kein ADC bekannt der deine 
Kriterien erfüllt.

MfG
Stefan

Autor: Gast (Gast)
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ich habe einen gefunden aber 24-bit Auflösung: ADS1271 --->
http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/88....
Aud Seite 20 stehen die Stufen.

Autor: Gast (Gast)
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ich hoffe, dass ich einen finde mit 16bit Auflösung

Autor: Stefan Kunz (Gast)
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Sieht an sich sehr nett aus.
Wobei man die 24Bit nur unter aller größte Mühe bekommt, 16 bit könnte 
grade hinhauen.
Und was der ADC intern macht, bekommt man mit Analogtechnik um einiges 
besser hin.

Bleibt aber noch die Frage, wie du die Daten weiter verarbeiten willst. 
Nebenbei entbinden dich die internen Filter dich nicht davon einen 
Tiefpass vor den ADC zu schalten.

Autor: Gast (Gast)
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das habe ich eingentlich nicht vor. Aber erstmal einen ADC finden und 
dann mache ich mir sorgen für den Rest.
was die Daten angeht ich will die einfach zum µC schicken, der die dann 
speichern wird.

Autor: Ulrich (Gast)
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Man könnte AD Wandler für Soundkarten mit 16 Bit / 96 kHz finden. Die 
könnte wohl auch noch 100 kHz machen, je nach Aufbau.  Auf  fertigen 
Soundkarten wird wohl meistens ein Filter bei gut 20 kHz drauf sein.

Intern machen die Signal Delta AD Wandler, die man hier meistens findet 
schon ein oversampling, so dass der Anti aliasiong Filter nicht zu 
kompliziert werden sollte. Ob das jetzt 112 fach oder 64 / 128 oder 256 
fach ist, sollte relativ egal sein.

Wie gut die Soundkarten jetzt sind weiss ich nicht, aber man wird wohl 
selten die nominelle Auflösung erreichen, aber irgendwas um 14 Bit 
sollten möglich sein (war jedenfalls vor 10 Jahren drin).

Autor: Gast (Gast)
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ich habe das hier gefunden LTC2480 von Linear Technology
http://www.linear.com/pc/productDetail.jsp?navId=H...

wenn ich das richtig verstanden habe, der kann mit mehr als 80 kHz 
abtasten.

Autor: Arc Net (arc)
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Gast schrieb:
> ich habe das hier gefunden LTC2480 von Linear Technology
> http://www.linear.com/pc/productDetail.jsp?navId=H...
>
> wenn ich das richtig verstanden habe, der kann mit mehr als 80 kHz
> abtasten.

Das ist ein Delta-Sigma-Wandler, der zwar den Eingang mit 123 kHz 
abtastet (8.1 us Samplingperiode), die Ausgangsdatenraten liegt aber 
wesentlich tiefer (bei diesem  max. 15 Hz - 20 Hz, um optimale 
Ergebnisse zu bekommen).

Die Frage ist aber immer noch: Was soll gemessen werden? Eher die 
Frequenz der Schwingung oder deren Amplitude oder beides und wie genau 
soll das werden. Welcher Sensor?

Passende Wandler gibt's bei den üblichen Verdächtigen: TI, Analog, 
Maxim, Linear, Cirrus etc.

> Wie gut die Soundkarten jetzt sind weiss ich nicht, aber man wird wohl
> selten die nominelle Auflösung erreichen, aber irgendwas um 14 Bit
> sollten möglich sein (war jedenfalls vor 10 Jahren drin).

Die waren und sind immer noch nicht für solche Anwendungen geeignet.
Bspw. sind die Offset und Gain-Fehler (und deren Drift) um einige 
Größenordnungen höher, als bei halbwegs guten ADCs für den industriellen 
Bereich. INL/DNL werden üblicherweise genausowenig spezifiziert, wie 
Missing Codes etc.
Hinzu kommen div. andere Einschränkungen bei Audio-ADCs (z.B. 
Eingangsimpedanz, Eingangssignalbereich etc.)

Autor: Gast (Gast)
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Danke Arc Net,

ich möchte das Signal eines Sensors, der mit +/- 15 versorgt wird, 
erfassen.
Der Sensor arbeitet mit einer Frequenz von 40 kHz deshalb möchte ich die 
Abtastrate 80kHz nehmen.
Ich habe einen Hochpass und Verstärker vor einem 16 bit ADC gesetzt. Das 
Problem ich finde keinen ADC der mit Oversampling arbeitet und >80kHz 
Simpelrate hat.

Autor: Ralf82k (Gast)
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Wäre ein Frequenzzähler nicht wesentlich einfacher und viel genauer als 
die Analoggeschichte?

Autor: Arc Net (arc)
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Gast schrieb:
> Danke Arc Net,
>
> ich möchte das Signal eines Sensors, der mit +/- 15 versorgt wird,
> erfassen.
> Der Sensor arbeitet mit einer Frequenz von 40 kHz deshalb möchte ich die
> Abtastrate 80kHz nehmen.
> Ich habe einen Hochpass und Verstärker vor einem 16 bit ADC gesetzt. Das
> Problem ich finde keinen ADC der mit Oversampling arbeitet und >80kHz
> Simpelrate hat.

Damit sind die offenen Frage zwar immer noch nicht beantwortet, aber 
trotzdem ein Antwortversuch: Es gibt SAR-Wandler die integrierte SINC- 
und FIR-Filter haben (AD7766/AD7767), ebenso div. Delta-Sigma-Wandler 
wie den erwähnten ADS1271 oder ADS1274, ADS1278, CS5560, CS5571, die die 
"Anforderungen" erfüllen würden.
Daneben gibt es aber auch AD-Wandler wie den AD7760, die für solche 
Anwendungen optimiert sind (und wesentlich höhere Anforderungen an die 
Schaltung, das Layout und die digitale Weiterverarbeitung stellen).

Autor: Gast (Gast)
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Die habe ich alle gefunden, aber die sind alle mit 24bit Auflösung, 
außer CS5571, der kein Oversampling (128x 80khz) hat.
Danke trotzdem

Autor: Arc Net (arc)
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Gast schrieb:
> Die habe ich alle gefunden, aber die sind alle mit 24bit Auflösung,

Wo ist das Problem?

> außer CS5571, der kein Oversampling (128x 80khz) hat.

Delta-Sigma-ADCs wie der CS5571 brauchen aus Prinzip Oversampling, sonst 
wären es - vereinfacht gesagt - nur 1-Bit-ADCs...

> Danke trotzdem

Autor: Stefan Kunz (Gast)
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Gast du stützt dich einfach zu sehr auf diese Aussage zum "Oversampling" 
du brauchst nen ADC der mit 100kHz Abtastet (2.5 fache deiner 
Grenzfrequenz von 40kHz) wie der ADC das intern bewerkstelligt kann dir 
egal sein, da du eh nur die Ausgabe vom ADC siehst nicht die Werte, die 
er intern benutzt.
Der Hochpass vor deinem Sensor filtert nur den Gleichanteil raus.
ABER wie schon erwähnt, pack nen analogen Tiefpass noch davor und am 
besten etwas in der Richtung 4 Ordnung aufwärts, sonst bekommst du 
Alaisingeffekte.

Mal als kleine Frage:
Wurde dir gesagt, dass du einen ADC mit Oversampling brauchst? Oder 
einfach nur weil es sich besser anhört?

Autor: Stefan Kunz (Gast)
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wenn du einen guten 16bit ADC suchst kannste den

AD7982

nehmen.
Die Abtastrate reicht bis zu 1MS/s, SPI-Interface und sehr einfach zu 
handhaben.

MfG
Stefan

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