Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Auswahl von Bauteilen


von Tom4 (Gast)


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Hallo,

ich hatte mich schonmal bezüglich dieser Frage an euch gerichtet, bin
dann aber leider in die falsche Richtung mit falschen Bauteilen
gelaufen :(

1.Ich möchte ein Sprachsignal über einen A/D-Wandler digitalisieren und
parallel ausgeben (A/D-Wandler mit 20kHz Abtastrequenz und ner Auflösung
von min. 10 Bit müssten reichen oder?)

2.Muss das parallel ausgegebene Signal über eine P/S-Umsetzer seriell
ausgegeben und in einem S/P-Umsetzer wieder parallel ausgegeben
werden.

3. das parallele Digitalsignal wird auf einen D/A-Wandler gegeben und
der Ausgang des D/A-Wandlers wird dann über einen Leitsungsverstärker
auf einen Lautsprecher gegeben.

Schaubild :  Sprachsignal>A/D-Wandler>P/S>S/P>D/A-Wandler>Sprachsignal
auf Lautsprecher

4. Die Bauteile müssen alle SMD-Bauteile sein und der Takt darf nicht
über eine separate Clockleitung übergeben werden, sondern über das
Signal.


Nun bezieht sich meine Frage auf die Auswahl der zu verwendenden
Bauteile.

Ich wäre euch sehr dankbar, wenn ihr mir Tipps geben könntet, welche
Bauteile ich nehmen kann und wo man sie bekommt.


Wäre wirklich super wenn mir jemand helfen könnte!

von Robert (Gast)


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Tom4,

du wirst dich schon etwas genauer ausdrücken müssen, sonst kann man dir
keine Tipps geben. So eine Lösung gibts z.B. fertig beim C. Man könnte
das aber auch alles zu Fuß aufbauen. Wozu dient denn die
Digitalisierung in deinem Fall?

Robert

von Tom4 (Gast)


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Sorry, wenn meine Spezifikationen so unklar sind.

Möchte es als Messschlatung verwenden um die einzelnen Signalverläufe
darstellen zu können.
Deshalb kommt auch kein µC in Frage, sondern diskrete Bauteile.

Ansich macht die Schaltung keinen Sinn, aber zur Darstellung der
Signale ist sie gut als Vorführobjekt zu verwenden.

Hoffe ich konnte deine Frage zufriedenstellend beantworten.

von Tom4 (Gast)


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Einen ähnlichen Aufbau der Schaltung wie ich sie mir vorstellen findet
ihr hier
http://www.lucas-nuelle.de/173/Produkte/Trainingssysteme/Informations-_und_Kommunikationstechnik/tad4_6.htm

von Zotteljedi (Gast)


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Bei Deinen 20 kHz hast Du Shannon schon großzügig berücksichtigt? Gibt
sonst manchmal lustige Überraschungen, wenn die Teile bereits gekauft
wurden...

von Tom4 (Gast)


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Nee bislang sind noch keine Bauteile gekauft.
Deshlab ja meine Frage :)

von Tom4 (Gast)


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Sorry,
ja die Sprachfrepuenz wird überlicherweise mit 8kHz abgetastet.
Also 10 kHz würden dann hier vielleicht auch schon reichen.

von Robert (Gast)


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Tom4,

wenn 8KHz noch sauber rauskommen sollen, must du nach der Theorie
mindestens mit 16kHz abtasten. Aber man hat in der Regel keine idealen
Filter vor dem A/D umsetzer, also ist es einfacher mit der Abtastrate
nach oben zu gehen (Stichwort Oversampling) und einen simpleren Filter
(oder einfach nur R/C Glied) zu verwenden. Um dir mal einen Eindruck
von der Qualität einer 22kHz Wandlung zu verschaffen kann man mal mit
einem PC über die Soundkarte etwas samplen und sehen was da
rauskommt...

Ein kleinen Mikrocontroller würde ich zur Ansteuerung der A/D D/A
Wandler auf jeden Fall empfehlen, da das Timing so besser zu steuern
geht.

Robert

von Zotteljedi (Gast)


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Richtig, und bei ISDN sogar mit nur 8 bit per sample.

Ich wurde auch nur hellhörig, weil 20 kHz so nach "der Mensch hört bis
etwa 16-18 kHz" klang, und dann wären 20 kHz nämlich als Abtastfrequenz
echt übel gewesen :-))

von Tom4 (Gast)


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Also 20kHz Abtastrate sollten es schon sein, da ich even. auch andere
Analogsignale übertragen möchte.

Nen µC kann ich leider für diese Aufgabe nicht verwenden.

Gibt es denn keine A/D P/S S/P D/A Kombination die für sowas ausgelegt
ist?
Kenne mich mit den Bauteilen leider nicht gut aus..

von Robert (Gast)


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Tom4,

wenn du auf jegliche programmierbare Technik verzichten musst, dann
wird das wohl eine ziemliche Anstrengung werden...

Vor langer Zeit habe ich mal eine A/D Lösung mit MAX172 ohne CPU
gemacht. Da kam locker eine Eurokarte zusammen...

Wenn dir 8-Bit reichen kann man die guten alten ZN42x verwenden, und
dann einen Sack voll 74er TTL's für Datenwandlung und da ohne seperate
Taktleitung dann auch noch Codierung nach HDLC oder Manchester oder was
auch immer...

Wenn du das ernsthaft durchziehst, dann hast du ganz schön was vor
dir.

Robert

von Tom4 (Gast)


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8 Bit gehen leider nicht...
Mist, dachte eigentlich das das nicht so schwer sein kann, da das ja im
Prinzip wie eine Türsprechanlage in eine Richtung funktionieren soll.

von Zotteljedi (Gast)


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Du kannst mit 74ern auch mehr als 8 Bit haben, die wichtigsten Teile
(Zähler, Shift-Register, ...) sind kaskadierbar. Trotzdem halte ich es
ebenfalls für eine unnötige Erschwernis, anstatt für zwei Euro einen
Tinyxx reinzupappen.

Vom Stromverbrauch ist die Lösung mit dem Controller übrigens
vermutlich auch günstiger, als wenn Du eine halbe Europlatine voll TTLs
verbastelst.

von Tom4 (Gast)


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Das das alles viel leichter mit nem µC geht stimmt sicherlich.
Allerdings kann ich so nicht die einzelnen Signale darstellen...
Und wie teuer es wird und wie groß, spielt eigentlich keine Rolle (naja
ein Monatsgehalt sollte es nicht kosten :) )

von Zotteljedi (Gast)


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Erkläre "Allerdings kann ich so nicht die einzelnen Signale
darstellen...", ich jedenfalls verstehe es nicht.

von Tom4 (Gast)


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Ich möchte die einzelnen Signalformen nach aussen führen um sie per
Messgerät darstellen zu können. Sprich auf die Frontplatte der Platinen
Messpunkte anbringen.

von Zotteljedi (Gast)


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Dann muß jemand, der versteht warum das mit einem Controller nicht
funktionieren sollte, Deine Frage beantworten, ich gebe auf.

von Tom4 (Gast)


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Es geht doch auch mit einem Controller aber ich möchte die Schaltung
diskret aufbauen! Man ist das ne schwere Geburt :)

von Stephan Hochberger (Gast)


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Stell ich mir spannend vor die Clock-Recovery aus dem seriellen Signal
diskret aufzubauen ;).

Wie wärs denn mit je einem uC/CPLD für die P/S- und S/P-Umsetzung? Dann
sind die einzelnen Signale (analog, parallel, seriell) jeweils
abgreifbar. Das Signal am Reset-Pin des 3. FlipFlop von links aber halt
nicht...

von Robert (Gast)


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::
Nicht böse sein aber leider muss ich feststellen das gegen die geballte
Macht der Unwissenheit kein Kraut gewachsen ist.

Ein letzter Tipp: Erst ein paar Grundlagen anlesen, dann nochmal drüber
brüten...

Eine Grundlage wäre z.B. das man natürlich jedes Bit des Speichers mit
ca. 2 Assembler-Befehlen auf einen Portpin gelegt kriegt.

Robert

von Tom4 (Gast)


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Es geht mir hier doch nur um die 5 Bauteile ohne µC!

Habe vorher folgende Bauteile gehabt:
A/D = MAX1444 40Msps 8 Bit
P/S = MAX9205
S/P = MAX9206
D/A = MAX5181

Dabei war die Abtastfrequenz aber viel zu hoch. Suche jetzt lediglich
Bauteile die besser geeignet sind für die Digitalisierung eines
Sprachbefehls (OHNE µC-Einsatz)

von Stephan Hochberger (Gast)


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Jetzt wo dus sagst erinner ich mich. Der erste Thread war auch schon
nicht arg ergiebig...

Mal im ernst. Ich denke du hast hier mindestens 4 Probleme:
1. Es wird kaum nen A/D mit < 100kHz und parallelem Ausgang geben
   -> schau ab 1 MSPS
2. SERDES in der Geschwindigkeitsklasse gibts wohl kaum, wieso auch.
Das können Chips für die serielle Übertragung Sinn macht selbst.
3. dito
4. siehe 1

von Tom4 (Gast)


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Die Abtastrate soll ja auch mind. 10kHz betragen. Kann natürlich auch
1Msps betragen.
Die Bausteine sollen alles ICs sein... Alles möglich außer der Einssatz
von µC.
Anscheinend drücke ich mich hier echt falsch aus... :(

von Tom4 (Gast)


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Ich habe mir jetzt mal bei MAXIM ICs herausgesucht.

Hatte an folgende Bauteile gedacht:

A/D = MAX1444 (10 Bit , 40Msps)
http://www.maxim-ic.com/quick_view2.cfm/qv_pk/2319

P/S = MAX9205
http://www.maxim-ic.com/quick_view2.cfm/qv_pk/2587

S/P = MAX9206
http://www.maxim-ic.com/quick_view2.cfm/qv_pk/3055

D/A = MAX5181 (10 Bit , 40Msps)
http://www.maxim-ic.com/quick_view2.cfm/qv_pk/2150

Ich weiß dass die Abtastfrequenz weit über den Vorgaben ist, aber die
Bauteile habe ich sogar zuhause und müsste nicht extra welche
bestellen.

Was haltet ihr von den Bauteilen und ist es eurer Meinung nach möglich,
die Bausteine so miteinander zu verknüpfen, dass sie meine Aufgabe
erfüllen?

von Stephan Hochberger (Gast)


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Im Prinzip leisten die 4 Bauteile ja das gewünschte. Rein technisch wird
wohl der Takt für den Serializer der kritischste Teil sein.

Nur glaube ich wird sich die Schaltung bei Audiosignalen mitnichten als
Vorführobjekt eignen:

Die SERDES laufen erst ab 16MHz, also müssen es auch mind. 16 MSPS
Abtastrate werden. Eine Periode eines 16kHz-Signals dauert also 1000
Taktzyklen, was sich wohl kaum irgendwie direkt darstellen lässt...
Ausserdem dürfte die Synchronisation des seriellen Links für ein
Vorführobjekt etwas verwirrend sein.

Und nein, als Low-Speed-Version mit 40 KHz wirds ähnliche Bauteile
nicht geben, weil die Hersteller nun mal nicht nen Chip für 100
potenzielle Interessenten entwickeln, sondern lieber auf höhere
Stückzahlen aus sind.

von Tom4 (Gast)


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Vielen Dank für deine Info!
Stimmt, die Darstellung der Signale kann ich bei der Geschwindigkeit
vergessen.
Allerdings ist das nicht ganz so tragisch. Wichtiger wäre es, dass es
funktioniert ;)
Ich habe als Taktgeber an einen 30 MHz Takt gedacht. Kann ich den für
den A/D-Wandler und den Serializer benutzen?

Es ist sehr nett von dir, dass du dir die Mühe machst mir zu helfen!
Danke

von Zotteljedi (Gast)


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Willst Du die Daten dann auch mit 30 MHz durch den Draht jagen? Und die
überzähligen Samples erst am anderen Ende wegwerfen? Da brauchst Du
aber schon eine etwas bessere Leitung, geschirmt und gedreht und so'n
Kram. Man will ja am anderen Ende möglichst einzelne Flanken erkennen,
und nicht einen steigenden Gleichstromanteil. :-)

Wenn Du die seriell zu übertragenden Daten (von den vielen MSamples
dann nur jedes n-te) in ein FIFO stopfst und dann langsamer überträgst,
dann kannst Du Dir auch verschliffenere Flanken leisten. Ich meine: Du
willst ja eigentlich 10 Bit bei 20 kSamples/s, also 200 kbps. Über mein
DSL-Modem geht 1 Mbps, und unsere Telefondose ist extrem hässlich
verlegter Draht, der allenfalls ein bisschen paarweise verdreht ist.

von Tom4 (Gast)


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Ich würde das alles gerne so langsam wie möglich halten...
Die Aufgabe besteht ja eigentlich nur da drin ein Sprachsignal zu
übertragen und die Leitung für die Übertrgaung sollte eigentlich auch
eine normale ungeschirmte Leitung sein.

von Stephan Hochberger (Gast)


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Die MAX9205/MAX9206 laufen aber erst ab 16 MHz (parallel). Auf der
seriellen Leitung macht das dann ne Datenrate von 192 MBaud.
Bei 30 MHz sinds 360 MBaud.

Dafür brauchst du schon die entsprechende Leitungsgüte mit 100 Ohm
differentiellem Wellenwiderstand und nen ordentlichen
Leitungsabschluss... ist eben LVDS.
Mit 2 unvermittelt in der Gegend rumhängenden Drähten als Verbindung
ist wohl bei ein paar Zentimetern Ende.

Aber vielleicht hilfts wenn du mal die genauen Randbedingungen
schreibst. uC und die relevanten Signale abgreifbar zu haben schließt
sich IMHO nicht aus...

von Tom4 (Gast)


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Ja grade deshalb überlege ich andere Bauteile zu nehmen um die Baudrate
zu verkleinern.

Also die Randbedingungen sind folgende:

Sprachsignal>A/D-Wandler>Serializer>Deserializery>D/A-Wandler>Sprachsign 
al
Es ist keine Abtsastfrequenz sondern nur eine Auflösung von 10-16Bit zu
verwenden und der Takt soll über das Signal übertragen werden (Zwischen
den beiden Platinen)
2 Platinen möchte ich aufbauen: Eine Senderplatine mit Vorverstärker,
A/D-Wandler und Serializer und eine Empfängerplatine mit Deserializer
D/A-Wandler und Endstufe

Die Schaltung muss diskret aufgebaut werden (Ohne µC, nur mit ICs)

von Zotteljedi (Gast)


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Was wäre denn, wenn...

man den ADC einfach so viele Samples machen lässt, wie er zum
Wohlfühlen braucht. Dann hängt man an den Ausgang einen gelatchten
Buffer, den man mit der erwünschten Samplerate von 20 kHz taktet. Dann
sieht diese Kombination nach Außen hin doch aus wie ein ADC mit 20 kHz,
und von dem Puffer lässt man sich dann die Parallel/Seriell-Maschinerie
ernähren.

Auf der Empfangsseite genauso, einen Wert vom Kabel lutschen, aufheben,
und vom DAC so oft konvertieren lassen, wie er zum Wohlfühlen braucht.

Geht das nicht?

von Tom4 (Gast)


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Eigentlich eine gute Idee, aber die Verwendung von 4 einzelnen ICs ist
leider eine Bedingung. Des weiteren denke ich mittlerweile fast, dass
20kHz nicht ausreichen...

von Stephan Hochberger (Gast)


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Künstlich runtersampeln bringt nicht viel. Die SERDES brauchen die 16
MHz weil drunter die interne PLL für die Clock-Recovery nicht läuft.

Neu ist jetzt aber, dass es genau 4 ICs sein müssen... was ist denn mit
mit den Taktgeneratoren zählen die da denn schon mit? Die brauchts
nämlich auch bei deinen ersten Bauteilen. Von Spannungsreglern,
Verstärkern, etc. ganz abgesehen.

Nachdem sich immer neue Randbedingungen rauskristallisieren solltest du
vielleicht selbst die Vorgaben nochmal genau durchgehen und deine
bisherigen eigenen Annahmen vollständig ausblenden.
Diskret aufgebaut bedeutet für mich z.B. keine ICs und nicht keine uC.
Keine uC lässt wiederum programmierbare Logik durchaus zu. Das könnten
FPGAs sein und auf denen könnte ich einen uC-Core laufen lassen...
naja, nicht mit insgesamt 4 ICs.

In ungefähr jedem 2. Posting widersprichst du dir auch selbst, oder
gehst von falschen Voraussetzungen aus:

Nee bislang sind noch keine Bauteile gekauft. ... die Bauteile habe ich
sogar zuhause (wie jetzt?? LVDS-Serdes zuhause, aber normale Kabel bei
300MBaud nehmen wollen)

Möchte es als Messschlatung verwenden um die einzelnen Signalverläufe
darstellen zu können. Deshalb kommt auch kein µC in Frage, sondern
diskrete Bauteile. (wie kommst du zu der Annahme?)

... wie teuer es wird und wie groß, spielt eigentlich keine Rolle.
(wie, aber nur 4 SMD-ICs)

In deinem alten Thread steht auch noch, dass die Nutzung von MAXIM-ICs
Vorgabe ist... davon ist hier keine Rede mehr.


So wird dir niemand helfen können. Also entweder die Fakten auf den
Tisch, oder selber lösen...

von Stefan (Gast)


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Ok, hier noch ein etwas kreativer Vorschlag:
Du willst bei der Übertragung das parallele Signal am AD- und
DA-Wandler sowie das serielle über der Leitung ausgeben und evtl.
messen (zu Demonstrationszwecken). Das man das Ganze mit jeweils einem
Popelcontroller auf beiden Seiten billig und ohne SMD lösen kann, hat
man dir ja schon gesagt, aber das willst du ja nicht (obwohl es echt
Vorteile hätte, die Controller können z.B. auch noch ein
heruntergeteiltes Clocksignal der seriellen Übertragung ausgeben usw.,
das macht sich für nen Demoaufbau, wo man LEDs blinken sehen will, sehr
gut).
Wie wäre es nun, einfach jeweils einen entsprechende programmierten uC
für DA-Wandler, PS-Umsetzer, SP-Umsetzer, DA-Wandler zu nehmen? Ist
billig, alles DIL UND es sind trotzdem 4 Bausteine! Evtl. kannst du
ja auch noch die Typenbezeichnung abschleifen und eigene drüberpinseln.
Dann kannst sogar noch mit selbst entworfenen ICs protzen, da der Markt
ja nichts für deinen Zweck hergegeben hat ;-)))

Gruß,
Stefan

von Michael (ein anderer) (Gast)


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Er kann ja zum Mikrocontroller auch noch drei beliebige Bauteile mit
einbauen die einfach nichts machen. Z.B. drei unbeschaltete
Optokoppler...

von Tom4 (Gast)


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Entschuldigung für soviel Verwirrung!
Also es müssen nicht genau 4 ICs sein, aber es ist Vorgabe, dass der
A/D,P/S,S/P,D/A alle einzelne ICs sind. Da ich ja wie schon erwähnt
auch noch Taktbausteine brauche, können es natürlich auch 10ICs oder
mehr sein.
Einzig die Verwendung von µC ist zu vermeiden.

Ich würde die Schaltungsverläufe sehr gerne darstellen wollen, da ich
aber die besagten MAXIM-Bausteine bereits besitze, würde ich sie gerne
verwenden und somit auf die Darstellung der Signale verzichten.

Besser wäre es natürlich, wenn ich die Verläufe darstellen könnte,
allerdings bezweifle ich, dass ich "auf die Schnelle" dafür noch
geeignete Wandler rankriege.

Sorry, dass ich mich so unverständlich ausgedrückt habe.

von Tom4 (Gast)


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Nochmal eine Frage dazu:

Ich habe die Schaltung mit den von mir genannten Bauteilen gestern mal
entwickelt und habe dazu mal eine Frage.
Kann ich den A/D-Wandler MAX1444 mit einer Taktfrequenz von 3 MHz
betreiben? Würde dadurch dann die Geschwindigkeit "rausnehmen" und
den SerDes dann separta mit 30MHz takten.

von Tom4 (Gast)


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So helft mir doch mal :)

Muss ich auch Analog- und Digitalmasse trennen?

von Zotteljedi (Gast)


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Bitte sehr, wollte zwar jemand anderem die Ehre lassen...

> Kann ich den A/D-Wandler MAX1444 mit einer Taktfrequenz von 3 MHz
> betreiben?

Schau in's Datenblatt!

> Muss ich auch Analog- und Digitalmasse trennen?

Das hängt davon ab wie verrauscht Deine Digitalmasse ist, und wie genau
Deine Ergebnisse sein sollen. Wenn's nur ein bißchen Sprache ist, die
als Krächzen auf der anderen Seite zu hören ist (das wird's bei
ungeschirmten Kabel und Aufbau "mit vielen Messpunkten" wohl auch
werden), dann tut's eine gemeinsame Masse sicherlich ;-)

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