Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik ADU-Vergleich, Messsignalqualität beurteilen


von Phil (Gast)


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Guten Tag,
ich stehe gerade auf dem Schlauch, vielleicht hat jemand eine gute Idee 
die mich wieder in die Bahn wirft...

Im Rahmen meiner Studienarbeit vergleiche ich zwei 
AD-Wandler-Schaltkreise anhand der erzeugten Signalqualität, ich soll 
ermitteln, welches Gerät qualitativ besser misst.

Das Problem: Die Messhardware arbeitet extrem genau, ich würde nicht 
unterscheiden können, wo die Ungenauigkeiten entstehen, im Messgerät 
oder im Signalgenerator.

Die (wahrscheinlich genauere) Hardware ist ein Schaltkreis mit dem 
Frontend ADS 1298 von TI, konzipiert für die Aufnahme extrem kleiner 
Spannungsdifferenzen (EKG,EEG,EMG)
(bei 8 kSPS  Abtastung mit 24 Bit, zum Messbereich habe ich leider nix 
gefunden)
Datenblatt: http://www.ti.com/lit/ds/sbas459i/sbas459i.pdf
Die andere Hardware ist ein kommerzielles EKG-Messgerät.

Jeder Signalgenerator besitzt Ungenauigkeiten. Hat jemand eine Idee, die 
Signalqualität zu Beurteilen ohne das Eingangssignal genau zu kennen?
Meine Ideen:

--- Eingangssignal auf bekannte Art verändern, beurteilen wie die 
Änderung abgebildet wird --> Aber wie?

--- Kurzschluss der Eingangselektroden, Beurteilung des Rauschverhaltens

--- Bekannte Konstantspannung am Eingang anlegen (Batterie)

--- Ladespannung über Kondensator messen und mit Exponentialfunktion 
vergleichen (wobei es auch keine "idealen" Kondensatoren gibt)

Die letzte Variante scheint am aussichtsreichsten, gibt es vielleicht 
noch bessere Ideen?
Ich brauche eine bekannte Eingangsspannung, oder eine bekannte Änderung 
der Eingangsspannung, die ich dann in Matlab auswerten kann. Für Jeden 
Tipp bin ich sehr froh und bedanke mich schon jetzt!

mfg Dirk

von Yonas (Gast)


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Ich verstehe deine Frage willst du die Amplitudegang, Frequenzgang, 
Auflösung was willst du denn bitte vergleichen?

von Phil (Gast)


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Ich will vergleichen, ob die neue Hardware von Texas Instruments 
EKG-Signale mit einer höheren Qualität/ Genauigkeit abtastet als bisher 
möglich.
Ich vergleiche also die Zeitsignale von zwei Messgeräten, mit dem 
Problem, dass ich das zu messende Signal nicht ideal vorliegen habe.
Danke!

von Yonas (Gast)


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und wo ist das problem, ich würde erst theoretisch vorgehen AD-Wandler 
Auflösung, bzw. erst die Bandbreite Signalgeneratoranschließen 
gegebenfalls erst mit Signal mit einem Oszi oder der gleichenmessen, 
wenn du schaltplan hast erst schaltplan analyse betreiben so kannst du 
zu mindest limitierende Faktoren auscließen usw...

von Yonas (Gast)


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Entschuldigung ich habe gerade mit meiner linke Hand geschrieben.

von Arc N. (arc)


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> Im Rahmen meiner Studienarbeit vergleiche ich zwei
> AD-Wandler-Schaltkreise anhand der erzeugten Signalqualität, ich soll
> ermitteln, welches Gerät qualitativ besser misst.

TAR/TUR sind bekannt?

> Das Problem: Die Messhardware arbeitet extrem genau, ich würde nicht
> unterscheiden können, wo die Ungenauigkeiten entstehen, im Messgerät
> oder im Signalgenerator.

Der ADS1298 hat einen Offsetfehler von typ. 500 uV und einen 
Verstärkungsfehler von 0.5%, das ist um den Faktor 10^3 bis >10^4 höher, 
als bei anders ausgelegten ADCs (z.B. AD7190, CS5534)

> (bei 8 kSPS  Abtastung mit 24 Bit, zum Messbereich habe ich leider nix
> gefunden)

Messbereich ist bei differentiellen ADs meistens +-VREF/Gain (S. 3 
Datenblatt), die absoluten Grenzen (bzw. in denen der ADC die 
Spezifikation erreicht) sind auf den Seiten 26 und 2 angegeben.

Zum Problem des Testens gibt es u.a. hier einige Anregungen
"“A Deterministic Dynamic Element Matching Approach for Testing High-
Resolution ADCs with Low-Accuracy Excitations,”, H. Jiang, et.al
“Accurate Testing of Analog-to-Digital Converters Using Low Linearity
Signals with Stimulus Errors Identification and Removal,”, L. Jin, 
et.al.
"Testing of High Resolution ADCs using Lower Resolution DACs via 
Iterative Transfer Function Estimation", S. Kook, et.al

von Ulrich (Gast)


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Die Schwierigkeit für die Gräte wird weniger der AD Wandler sein, 
sondern eher die Verstärkung eines relativ kleinen Signals.

Ein Signal ohne große Störungen zu verkleinern ist normalerweise nicht 
so schwer, vor allem bei den eher moderaten Frequenzen. Wenn es sein 
muss, kann man das Testsignal auch kleiner machen als später das 
Nutzsignal. Wie viel ein 50 Ohm Widerstand oder ggf. auch 5 Ohm rauscht 
ist bekannt, und so weit runter wird auch die bessere HW vermutlich 
nicht kommen.

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