Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 24bit ADC Schaltung qualifizieren


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Wolfram L. (amazon)


Lesenswert?

Hallo zusammen,
Ich will einen 24Bit AD-Wandler bauen der mit 4-Kanälen bei ca. 1-10kHz 
betrieben werden soll.Eingangsspannung +-5V oder +-10V, simultanes 
Sampling.
Wichtig ist mir eine niedrige untere Grenzfrequenz des Analogeingangs 
von ca 0.1-0.2 Hz.
Jetzt habe ich die folgenden Fragen:
Reicht es einfach eine Applikationsschaltung von z.B. Analog Devices als 
Vorlage zu nehmen, oder muss man doch noch viiiel mehr Aufwand treiben ?
Und angenommen die Schaltung steht,
Wie qualifiziere ich denn die ? Also wie messe ich die Qualität ?
ein Scope reicht da ja sicher nicht , was ist mit kalibrierten 
Spannungsquellen ?
Es wäre schön wenn jemand seine Erfahrungen kundtun könnte..

von Coder (Gast)


Lesenswert?

Ich kann Dir darauf keine Antwort geben, aber mal ich wollte mal 
nachfragen. Brauchst Du wirklich diese 24-Bit Auflösung? Selbst eine 
16-Bit Auflösung ist mal eben hinzubekommen.

von Anja (Gast)


Lesenswert?

Wolfram L. schrieb:
> oder muss man doch noch viiiel mehr Aufwand treiben ?

Hängt davon ab was du eigentlich erreichen willst.
Aus den widersprüchlichen Angaben 1kHz - 10kHz oder 0.1Hz erschließt 
sich nicht was Du eigentlich vorhast.

Wieviele rauschfreie Bits.
Welche Genauigkeit.
+/-5V aus einer unipolaren Brückenschaltung oder Massebezogen.
Geforderte Linearität
Alterungsstabilität

Wolfram L. schrieb:
> was ist mit kalibrierten
> Spannungsquellen ?

Ja gibt es. z.B. Fluke 5700A oder 5720A.

Gruß Anja

von Christian K. (Firma: Atelier Klippel) (mamalala)


Lesenswert?

Die Schaltung an sich dürfte hier wohl das wesentlich kleinere Problem 
sein. Wesentlich fieser wird da das Layout werden. Bei 24 Bit und einem 
Bereich von +- 10V (also eine Spanne von 20V) entspricht ein Digit dann 
ca. 1,2µV, bei +- 5V sind es dann nur noch ca. 600nV.

Grüße,

Chris

von Wolfram L. (amazon)


Lesenswert?

Ja, weil der Dynamikbereich so gross sein muss.
16 und 18bit ADC Schaltungen hab ich schon ganz gut geschaft, aber 24bit 
ist ja mal nicht ganz trivial..

von Wolfram L. (amazon)


Lesenswert?

Anja schrieb:
> Wolfram L. schrieb:
>> oder muss man doch noch viiiel mehr Aufwand treiben ?
>
> Hängt davon ab was du eigentlich erreichen willst.
> Aus den widersprüchlichen Angaben 1kHz - 10kHz oder 0.1Hz erschließt
> sich nicht was Du eigentlich vorhast.
Nun ich brauche eine analoge Bandbreite die bei fast DC also ca.0.1Hz 
anfängt und bei etwa 5kHz aufhört.
Die Samplerate soll zwischen ca. 1kHz bis 10kHz liegen. Ich muss halt 
laaaangsame Vorgänge mit hoher zeitlicher Auflösung erfassen und auch 
mit FFT auswerten, gleichzeitig muss ich schnelle Vorgänge mit hoher 
Dynamik erfassen.
 Tja, wie genau muss das sein ... Wenn ich das so genau wüsste.
Das Rauschen darf halt nicht so groß werden, dass meine Signale in der 
nachfolgenden FFT  berechnung verschwinden.
Die Linearität ist nicht ganz so wichtig, da die Signale eher klein oder 
groß sein können aber eher selten den gesamten Bereich vollständig 
ausnutzen, aber man weiß halt vorher nicht wo es liegen wird.
Altersstabilität, ist allerdings wichtig da lange gemessen wird 
..Monate,Jahre
Ich war jetzt schon bei den üblichenVerdächtigen Analog Devices und 
Texas, die auch gute Chips haben die in Frage kommen, aber meist nur 
+-3V . Alias Filter gibt's bei 24bit auch irgendwie NICHT integriert, 
sondern man muss die wohl immer noch extern hinzufügen, wie auch die 
Instrumentenverstärker..
Und das ist halt mein Zaudern, wie schwierig wird das mit soviel 
zusätzlichem Schaltungsaufwand !bei 24bit!..
Genauigkeit der Clock  spielt bei 24bit sicher auch eine nicht 
unwichtige Rolle..

von J. K. (rooot)


Lesenswert?

Wenn du nicht mal weißt wie schwierig das ist, kannst dir das gleich aus 
dem Kopf schlagen behaupt ich mal ...

Woher weißt du denn, das deine 18 bit Schaltungen genau funktionieren?

U(lsb) = 10V / 2^18 = 38µV.

Wie hast du da die Funktion geprüft?
Genauigkeit ist nicht gleich Auflösung.  ( !!!! )

Ich kann mir sowieso nicht vorstellen, sowas vernünftig nicht integriert 
aufzubauen.
Schon nen fertigen 24 bit Umsetzetzer einbauen würd ich als nicht 
trivial bezeichnen.

MfG
Jürgen

von J. K. (rooot)


Lesenswert?

wenn du einmal große und dann kleine Signale hast:

geringere ADC Auflösung, aber Vorverstärker umschalten?

von Arc N. (arc)


Lesenswert?

Wolfram L. schrieb:
>  Tja, wie genau muss das sein ... Wenn ich das so genau wüsste.
> Das Rauschen darf halt nicht so groß werden, dass meine Signale in der
> nachfolgenden FFT  berechnung verschwinden.

Rauschen != Genauigkeit

> Die Linearität ist nicht ganz so wichtig, da die Signale eher klein oder
> groß sein können aber eher selten den gesamten Bereich vollständig
> ausnutzen, aber man weiß halt vorher nicht wo es liegen wird.
> Altersstabilität, ist allerdings wichtig da lange gemessen wird
> ..Monate,Jahre

Wenn die wirklichen Anforderungen an die Genauigkeit bekannt wären...
Ansonsten: Für 24-Bit ADCs gibt es keine passende Spannungsreferenz
5V / 2^24 ~300 nV,
die beste Referenz, Linears LTZ1000, driftet mit +-2uV/sqrt(1 kHr), die 
selektierten LTZ1000 z.B. im Fluke 7001 mit +-18 uV/Jahr (allerdings 
z.T. vorhersagbar).
Bei Referenzwiderständen wird es nicht viel besser:
http://www.ttiinc.com/docs/IO/21438/vpg-white-paper-precision-resistors.pdf


> Ich war jetzt schon bei den üblichenVerdächtigen Analog Devices und
> Texas, die auch gute Chips haben die in Frage kommen, aber meist nur
> +-3V . Alias Filter gibt's bei 24bit auch irgendwie NICHT integriert,
> sondern man muss die wohl immer noch extern hinzufügen, wie auch die
> Instrumentenverstärker..

Mit direkt passenden Eingängen nicht, aber fast
Cirrus CS5560, Analogs AD7765/AD7766/AD7767, AD1555 oder z.B. TIs 
ADS1256
Die Anti-Alias-Filter können sich, je nach Anwendung, dann durchaus auf 
"einfache" RCs beschränken.
Wenn 16-Bit reichen würden, gäbe es passendere ADCs, ebenso wenn die 
Abtastrate niedriger wäre: u.a. AD7732/34, ADS7825, MAX1300, MAX1301

Allerdings:
+-5 V und +-10 V klingen nach irgendeinem industriellen Messumformer 
bzw. der oben erwähnten Messbrücke. Falls ersteres, dann ist es sinnlos 
dahinter mit einem 24-Bit ADC und hoch stabiler Referenz etc. zu 
arbeiten.
Bei einer ratiometrischen Brückenschaltung spielt die Spannungsreferenz 
(fast) keine Rolle.

von Wolfram L. (amazon)


Lesenswert?

@Juergen
>Woher weißt du denn, das deine 18 bit Schaltungen genau funktionieren?
Das kann ich mit Labormitteln (Kalibrierte Geräte mit passender 
Auflösung) grad noch durchmessen. Aber einen 50k Kalibrator hab ich halt 
nicht zur Verfügung.

>Schon nen fertigen 24 bit Umsetzetzer einbauen würd ich als nicht
>trivial bezeichnen.
JA das war der Grund meines Postings ;-)
@acrcnet
Den AD7765 hatte ich auch ins Auge gefasst, zumal es dort auch 
Refernzdesigns gibt.

von MiWi (Gast)


Lesenswert?

Wolfram L. schrieb:
> Hallo zusammen,
> Ich will einen 24Bit AD-Wandler bauen der mit 4-Kanälen bei ca. 1-10kHz
> betrieben werden soll.Eingangsspannung +-5V oder +-10V, simultanes
> Sampling.

> Es wäre schön wenn jemand seine Erfahrungen kundtun könnte..

Mach es einfach, rechne aber mit einer langen Lehrzeit. Such Dir dazu 
auch möglichst viel Literatur zusammen, LT hat viele gute ANs dazu, 
Microchip, AD und möglichst alles lesen. Es kommt sowiesi anders als 
geplant und die Erfahrungen kannst Du nur auf Deiner Platine machen.

hab mich hier mit einem 22bitter (MCP3550) herumgeschlagen. Sehr 
interesant. Sensor-GND auf einer durchgehenden Massefläche um 1cm 
verschoben - schon wackeln 4 bits am Ende anders als vorher. ....da mußt 
Du alleine durch.... Und vor allem - Datenblatt lesen, nachrechnen nicht 
vergessen, Thermospannungen berücksichtigen, Flexing berücksichtigen, 
Temperaturgradienten berücksichtigen....


Hilfreich ist sicher ein gutes DVM (HP-irgendwas?) und eine 
Auswertesoftware Deinerseits, die Dir erlaubt mit Korrekturwerten zu 
arbeiten....

Grüße

MiWi

von Dirk F (Gast)


Lesenswert?

Hallo,
wenn Du dich für den TI ADS1256 entscheiden solltest, kann ich Dir auch 
einige Tipps geben. Habe das Teil in einem fast fertigem Projekt am 
PIC18 am laufen.
Gruß Dirk

von J. K. (rooot)


Lesenswert?

>Hallo zusammen,
>Ich will einen 24Bit AD-Wandler bauen der mit 4-Kanälen bei ca. 1-10kHz
>betrieben werden soll.Eingangsspannung +-5V oder +-10V, simultanes
>Sampling.
>Wichtig ist mir eine niedrige untere Grenzfrequenz des Analogeingangs
>von ca 0.1-0.2 Hz.
...

lol, ich hab das so verstanden, als dass du den ADC selber bauen willst 
...

von Au Weia - Jetzt aber (Gast)


Lesenswert?

Was ? Einen 24bit ADC selbst bauen, mit 10Sample ?

Aeh ja. Viel Glueck. Da wird's dann mit vielleicht 12 bit Schluss 
sein...

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

ob 24bit notwendig sind lasse ich unkommentiert, der TE wird sich die 
Frage schon selbst gestellt haben, hoffe ich.
Ob die hohe Dynamik tatsächlich notwendig ist wurde jedoch noch nicht 
beantwortet. Vielleicht nimmt der TE hierzu nochmal Stellung, denn falls 
nicht notwendig würde sich die Fragestellung wesentlich vereinfachen. 
Ein umschaltbarer Eingangsverstärker wurde ja schon genannt.

Dennoch würde ich die eigentlich Fragestellung ich in zwei Bereiche 
aufteilen:
Teil 1: DC-Genauigkeit
Teil 2: Frequenzgenauigkeit

Zu Teil 1:
Es ist ja nicht so, dass es nicht auch DC-Standards gibt:

Beitrag "DC-Standards und Spannungsreferenzen"

Ungeachtet der Frage ob das dort gezeigte Gerät nicht mal dringend eine 
technische Überprüfung und Kalibrierung notwendig hätte, so ist die 
kleinste einstellbare Spannung 100nV. Will sagen, die 1.2µVdc für einen 
Eingangsbereich von ±10V ließen sich damit abbilden, jedoch keine 
bitweise Veränderung der Eingangsspannung, auch klar.
Und solche Geräte gibt es auch heute noch. Vielleicht schaust du bei den 
im oben genannten Thread aufgeführten Herstellern mal vorbei? Burster 
Präszisionsmesstechnik gibt es auch heute noch.
Anja hatte jedoch in gleichem Thread noch diesen Link gepostet:

http://www.edn.com/design/other/4326640/DC-accurate-32-bit-DAC-achieves-32-bit-resolution

(siehe dazu auch: Beitrag "Re: DC-Standards und Spannungsreferenzen" )

Zu Teil 2:
Den Frequenzgang könnte man dagegen mit einem FFT-Analysator beurteilen. 
Solche Geräte gibt es ebenfalls am Markt. Spektrumanalysatoren scheiden 
zumeist aufgrund ihrer unteren Grenzfrequenz, die in aller Regel bei 
3-9kHz liegt, aus.

Vielleicht ist es ja nicht einmal notwendig sich entsprechende 
Messtechnik anzuschaffen, stattdessen aber irgendwo auszuleihen? Die 
Alternative ist, mit dem aufgebauten Gerät in ein Kalibrierlabor zu 
gehen, das kostet aber auch entsprechendes Geld.
Nach wie vor ist das 3458A mit 8,5 Stellen eines der Topmodelle am 
Markt. Mit weniger kann man sich hier fast nicht zufrieden geben.

Die Alternative ist, noch einmal über die Anforderungen nachzudenken und 
zu überlegen, ob man die Kriterien richtig bewertet hat. Unter Umständen 
ist der Dynamikbereich gar nicht notwendig und die Aufgabenstellung 
vereinfacht sich dadurch um ein Vielfaches. Nicht so genau wie möglich, 
sondern so genau wie nötig!

branadic

von W.S. (Gast)


Lesenswert?

branadic schrieb:
> der TE wird sich die
> Frage schon selbst gestellt haben, hoffe ich.

Ach mein Lieber, die Hoffnung stirbt zuletzt - sagt man wohl.

Ich kenne jedenfalls keinen 24 Bit Wandler, der auch wirklich 24 
signifikante Bits bei Abtastraten von 10 kHz liefert. Dieses Detail ist 
ne ganz delikate Sache.

Aber ich geb hier mal ne Art Faustformel eines Bekannten aus der 
Funkamateur-Szene zum Besten:
- ein Widerstand rauscht mit -174 dBm/Hz
- bei einer Abtastrate von 10 kHz wäre das ein Rauschen von -134 dBm.
- ein 24 Bit Wandler hat nen Wertevorrat von 16 Millionen, also stramm 
abgerundet mehr als 1 : 10.000.000 und das sind pro Stelle 20 dB, also 7 
Stellen macht 140 dB.

Jetzt stellen wir uns mal die Frage, wo sich am Eingang des ADC 0 dBm 
befinden, also welche Eingangsspannung repräsentiert 0 dBm und wo landen 
wir da eigentlich...

Kurzum, die letzten Bits landen im physikalisch bedingten Rauschen, das 
wir nur weg bekoimmen, wenn wir das Ganze in flüssiges Helium tunken.

W.S.

von Wolfram L. (amazon)


Lesenswert?

J. K. schrieb:
> lol, ich hab das so verstanden, als dass du den ADC selber bauen willst

Sorry - das war vielleicht blöd ausgedrückt, natürlich will ich nicht 
den ADC selbst bauen sondern nur;-) die passende Schaltung dazu um diese 
dann an einem FPGA zu betreiben...
wer würde schon einen 24bit ADC selbst entwickeln wollen ;-)))

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Kannst du deine Rechnung nochmal, dann mathematisch exakt, darstellen? 
Du beziehst dich auf dBm mit welchem Widerstand? Du unterscheidest noise 
bandwidth von signal bandwidth? usw.

von Arc N. (arc)


Lesenswert?

branadic schrieb:
> Zu Teil 1:
> Es ist ja nicht so, dass es nicht auch DC-Standards gibt:
>
> Beitrag "DC-Standards und Spannungsreferenzen"
>
> Ungeachtet der Frage ob das dort gezeigte Gerät nicht mal dringend eine
> technische Überprüfung und Kalibrierung notwendig hätte, so ist die
> kleinste einstellbare Spannung 100nV. Will sagen, die 1.2µVdc für einen
> Eingangsbereich von ±10V ließen sich damit abbilden, jedoch keine
> bitweise Veränderung der Eingangsspannung, auch klar.
> Und solche Geräte gibt es auch heute noch. Vielleicht schaust du bei den
> im oben genannten Thread aufgeführten Herstellern mal vorbei? Burster
> Präszisionsmesstechnik gibt es auch heute noch.

Mal zum Vergleich:
Burster 4462
30 V Bereich, Fehler 0.003% +200 uV bis +-4.5 V, darüber 0.003% +1.1 mV, 
8 ppm/K+10 uV/K (0.003% von 10 V + 1.1 mV sind 1.4 mV)
10 V * 8 ppm/K * 5 °C = 410 uV insg. 1.8 mV
300 mV Bereich, Fehler 0.003%+-3 uV bis +-45 mV, darüber 0.003% + 11 uV, 
8 ppm/K+0.35 uV/K (0.003% von 300 mV + 11 uV sind 20 uV...)
300 mV * 8 ppm/K * 5 °C  = 12 uV insg. 32 uV
Langzeitdrift dazu: Laut DB < 20 ppm/Jahr + 2 uV bis 10 uV...
Mal 10 ppm/Jahr angenommen: 100 uV + 10 uV (bei 10 V) und 3 uV + 2 uV 
(bei 300 mV)
Insg. ~ 1.9 mV bei 10V und 37 uV bei 300 mV
(irgendwo wird im Datenblatt von 95% Vertrauensniveau gesprochen)
Angaben zum Rauschen fehlen
Kurz gesagt: Einstellen kann man das zwar, sinnvoll ist es nicht.

Fluke 5570A absolute Unsicherheit (innerhalb eines Jahres, Temperatur im 
Bereich +- 5 °C der Kalibriertemperatur, Vertrauensintervall 99%):
300 mV: 2.6 uV
10 V: 43 uV
Rauschen: Bei 300 mV Ausgangsspannung im Bereich 0.1 Hz - 10 Hz 445 nV


> Anja hatte jedoch in gleichem Thread noch diesen Link gepostet:
>
> 
http://www.edn.com/design/other/4326640/DC-accurate-32-bit-DAC-achieves-32-bit-resolution

In dem Thread auf der Seite steht eigentlich schon genug zur 
"Genauigkeit" dieses DACs...

von Wolfram L. (amazon)


Lesenswert?

Hallo Zusammen,
erst mal vielen dank für die vielen Hinweise.
Ich versuch mal nach einander auf die Fragen und Annahmen einzugehen.

1. Muss es wirklich 24 Bit sein ?
Nun, das habe ich auch schon mehrfach nachgefragt, aber leider kenne ich 
den genauen Sensor (noch) nicht (ich nehme bisher an Piezoaufnehmer). 
Man muss das noch im Detail mal durchrechnen was wirklich notwendig ist. 
Der Anwender ist noch in der Entscheidungsphase...
Ich habe auch vorgeschlagen 2 Bereiche mit 16Bit und passendem 
Instrumentenverstärker zu verwenden, die sich überlappen.
Aber dummerweise hören sich 24bit halt besser an als 16bit (wohlgemerkt 
dies ist NICHT meine Meinung).
Nur bevor ich die 24bit "wegdiskutiere" will ich herausfinden was das 
denn überhaupt bedeuten würde.
2. Kalibrator
Agilent 3458A - das Gerät kannte ich noch nicht, scheint mir mit 7k€ 
eigentlich erschwinglich und eventuell ausreichend. Guter Hinweis.
3.W.S.
Thema Rauschen: Die Faustformel hat mir gefallen und bringts wirklich 
auf den Punkt.
Und ja klar jeder 24bit ADC liefert auch echte 24 bit - wieso denn nicht 
;-)

4. MiWi
"schon wackeln 4 bits am Ende anders als vorher..."
Tja das genau ist meine Sorge, dass man hier 10 Schaltungs- und 
Layoutversuche macht, bevor man überhaupt erst zu einem 
interpretierbaren Ergebnis kommt (egal ob es gut oder schlecht ist)
Thermospannungen - guter Hinweis.

5. branadic
Der Tipp mit dem FFT Analyser fand ich auch gut. Spektrumanalyser hab 
ich, aber die untere Grenzfrequenz ist leider genau da wo Du geschrieben 
hast.
Da kann ich aber eventuell mit der FFT-Funktion im Scope drangehen.
6. Dirk
Zum ADS1256: Ja an Tipps wäre ich sehr interessiert. Davon würde ich 
dann 4 getrennte ADCs verwenden, aber eben nur jeweils einen Kanal pro 
Chip  nutzen.(vielleicht kannst Du mir eine E-Mail senden)
7. Auch vielen Dank an Anja und arcnet:
Die Tipps zu den Kalibratoren waren sehr hilfreich. Man kann wirklich 
nicht an alles denken.

Und mir ist jetzt auch klar geworden, dass man das ganze quasi nur im 
Klimaschrank oder klimatisiertem Labor vernünftig entwickeln kann, 
alleine wegen der Reproduzierbarkeit.

Ich melde mich wieder wenn ich den genauen Sensor kenne... und wirklich 
24bit nötig sind.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Bezweifel ich bei Piezo. Das wird vermutlich ordentlich Klirrfaktor 
haben.
Also PGA und 16Bit. Gibts sicherlich auch als eine Einheit und bei 16Bit 
hast du ne riesen Auswahl.

Bei 24Bit Sigma-Delta Wandlern sind die letzten 4 Bits typischerweise 
durch das Aliasing des Oversamplings belegt.


---

Mich würde trotzdem die genaue mathematische Behandlung der 
Auflösungsgrenze von ADCs hier im Thread persönlich 
weiterbringen/interessieren. Wo ist da die Schallgrenze? Wir hatten 
diese Frage vor kurzer Zeit schonmal ohne Ergebnis.

Alles was man machen kann ist, die neuesten Wandler am Markt in eine 
Grafik zu packen. Irgendwo las ich mal einen Kommentar, das man es 
schlicht an der Verlustleistung ablesen kann.

von Michael (Gast)


Lesenswert?

Wenn man nur 10kHz braucht, könnte man einen guten Audiowandler 
benutzen, dem man eine neue untere Grenzfrequenz verpasst. Die Wandler 
arbeiten heute mit 256fachem oversampling auf 96kHz / 128x 192kHz. Wenn 
man die AA-Filterfrequenz belässt, kann man später noh digital filtern 
und sich die entsprechenden Bits holen.

Mit 10kHz GF könnte man bei 192kHZ auf 24kHz digital gehen und hätte bei 
rund 30kHz die einsetzende Filterflanke, die ab 60kHz alles killt. Im 
Durchlassbereich käme man auf 8 Samples je Analogsample und damit auf 
wieder bis zu 3 Bit bessere Auflösung.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Eher 2Bit und das auch nur unter einer Menge Randbedingungen.

von Rolf R. (ultra-low)


Lesenswert?

Habe schon mit etlichen 24biter rumgemacht. Schaltungen waren alle aus 
Datenblätter, keine eigene Entwicklung. 19-20bit ist das Maximum was du 
unter realen Bedinungen rausholen wirst, und das nur bei tiefster 
Abtastrate im Hz Bereich. Das reicht für die meisten Sensorenanwendungen 
bei weitem aus.

von Anja (Gast)


Lesenswert?

Michael schrieb:
> könnte man einen guten Audiowandler

Audio-Wandler haben eine Genauigkeit in der Regel von ca 3-6%

Michael schrieb:
> bis zu 3 Bit bessere Auflösung
Für 3 Bit bessere Auflösung braucht man 64-faches Oversampling.

Abdul K. schrieb:
> Wo ist da die Schallgrenze? Wir hatten
> diese Frage vor kurzer Zeit schonmal ohne Ergebnis.
Schau mal ins Handbuch des HP3458A da gibt es eine Grafik Rauschen über 
Abtastrate. Es muß ja schließlich einen Grund geben warum es nach über 
20 Jahren noch kein schnelleres Multimeter mit mehr als 8,5 Stellen 
gibt.
Außerdem kannst Du dich bei rauscharmen A/D-Wandlern wie dem AD7190 
orientieren.

Gruß Anja

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Meinst du das?
http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/03458-90014.pdf

Seite 360 vielleicht? Viel steht da aber nicht.

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

@  Rolf Riller (ultra-low)

>Habe schon mit etlichen 24biter rumgemacht. Schaltungen waren alle aus
>Datenblätter, keine eigene Entwicklung. 19-20bit ist das Maximum was du
>unter realen Bedinungen rausholen wirst, und das nur bei tiefster
>Abtastrate im Hz Bereich. Das reicht für die meisten Sensorenanwendungen
>bei weitem aus.

<I like>
Realist!
</I like>

Die wenigsten Leute arbeiten im CERN!

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

AD auf jeden Fall und Agilent mehr oder weniger auch, bedienen den 
'Massenmarkt'. Also muß physikalisch/technologisch doch noch einiges 
mehr gehen. Ich meine, auf einem IC ein kompletter Wandler, der ist ja 
sowas von verseucht durch die diversen Hinlänglichkeiten eines ICs.

Wer jemals bei der Fehlersuche vom Scope im Zeitbereich in die Welt der 
hochauflösenden FFT umstieg, hat schlicht ein Aha-Erlebnis. Man findet 
bei genügender Auflösung bzw. Meßzeit schlicht jeden Störer im Design. 
Wirklich jeden!!
Daher ist ein hochauflösender Wandler einfach immer gut.

Da brauchts kein CERN.

Aus meiner Praxis finde ich 80dB für die meisten Aufgaben ausreichend. 
Für hochwertige Funkempfänger sinds 100dB. Alles drüber würde ich der 
Kategorie Fehlersuche und esoterische Anwendungen (hier bitte CERN rein) 
zuordnen.

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Abdul K. schrieb:
> Seite 360 vielleicht? Viel steht da aber nicht.

Anja meint wohl eher die Grafik auf Seite 361.

Mal eine ganz simple Frage in den Raum geworfen, warum kauft der TE sich 
nicht einfach ein EvalBoard wie das des ADS1256 und macht damit erste 
Gehversuche und versucht zunächst die Datenblattangaben erst einmal 
nachzustellen?
Teilweise sind die Datenblattangaben hochauflösender Wandler auch schon 
recht optimistisch.

Übrigens, wer Cern in den Bereich der Esotherik ansiedelt Abdul hat die 
Vorgehensweise der dortigen wissenschaftlichen Mitarbeiter nicht 
verstanden. :)
Das hat keineswegs etwas mit Esotherik zu tun, sondern mit dem was du 
selbst geschrieben hast:

Abdul K. schrieb:
> Man findet
> bei genügender Auflösung bzw. Meßzeit schlicht jeden Störer im Design.

Gleiches gilt auch dort. Viele wiederholende Messungen und entsprechend 
viele Messdaten ermöglichen es die Zerfallsprodukte mit einer 
hinreichend großen Genauigkeit und statistischer Sicherheit (hier 
5*Sigma) zu bestimmen. Will sagen, wenn ich die Übertragungsfunktion 
kenne (die ist von den Mathematikern in Form eines Models vorgegeben 
vorgegeben) und hinreichend viele Messwerte habe, dann kann ich 
irgendwann auf das Eingangssignal (das mysteriöse Boson) zurückrechnen.

branadic

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Naja, ich bin etwas abgeklärt. Mein letztes Projekt war eine 
Wirkleistungsmessung an 230Vac. Das war schon ziemlich spannend, den 
richtigen Wandler mit den optimalen Voreinstellungen zu finden. Und am 
Ende soll es preiswert sein. In der Praxis hat man ja diverse 
Störeinflüsse. Bei diesem Beispiel ist es z.B. der Phasenwinkel, der 
unglaublich genau stimmen muß, wenn man eine Dynamik von 1000:1 oder 
mehr haben will. Überall Nichtlinearitäten usw. Es ist jetzt ein PGA, 
Analogmultiplizierer, integrierender ADC, Software-Filter.


Mit Esoterik ist hier einfach gemeint, daß nur sehr wenig Leute an 
Dingen wie denen des CERN arbeiten. Die gehen im Rauschen unter ;-)

von Arc N. (arc)


Lesenswert?

Anja schrieb:
> Abdul K. schrieb:
>> Wo ist da die Schallgrenze? Wir hatten
>> diese Frage vor kurzer Zeit schonmal ohne Ergebnis.
> Schau mal ins Handbuch des HP3458A da gibt es eine Grafik Rauschen über
> Abtastrate. Es muß ja schließlich einen Grund geben warum es nach über
> 20 Jahren noch kein schnelleres Multimeter mit mehr als 8,5 Stellen
> gibt.

Schnell ist relativ, bei 8.5 Stellen ist das auch nicht mehr schnell ;-)
http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5965-4971E.pdf
bzw.
http://www.hpl.hp.com/hpjournal/pdfs/IssuePDFs/1989-04.pdf

Hatte das afair irgendwann schon einmal gepostet:
http://microk-isotech.blogspot.de/2009/02/microk-100.html

> Außerdem kannst Du dich bei rauscharmen A/D-Wandlern wie dem AD7190
> orientieren.

oder dem CS5534

> Gruß Anja

Und zu den Grenzen:
PRI5610 von Prema, ADC180 (Thaler, jetzt elbertresearch.com), ansonsten 
die o.a. festverbauten Wandler mit 28-Bit.
Limitierend sind, wie oben schon erwähnt, auch bei den frei 
erhältlichen, die Referenzen (wenn es um Genauigkeit geht). Die 
rauschfreien Auflösungen aus den Datenblättern sind größtenteils 
erreichbar. Problematisch ist u.U. die geringe(re) Linearität.

von Jan (Gast)


Lesenswert?

Rolf Riller schrieb:
> 19-20bit ist das Maximum was du
>
> unter realen Bedinungen rausholen wirst,

Mit entsprechender Kalibierung, Rauschmessung an ABzug desselben sind 
ohne Weiteres 10Db - 20Db unter dem Niveau möglich, unter dem man messen 
kann. Bei TDC und REM wird das so gemacht

von PittyJ (Gast)


Lesenswert?

Ich habe mal mit einem AD7730 für Brückenmessungen gearbeitet.
Der hat 24 Bit. Allerdings konnte man die letzten 4 Bit vergessen, weil 
es dort schon sehr rauschte.
Der IC hat eingebaute Filterfunktionen. Benutzt man diese, geht die 
Datenrate auf unter 100 Hz zurück. Benutzt man diese nicht, bekommt man 
schneller die Daten, allerdings mit noch mehr rauschen.

Also viel Spass mit 24 Bit bei 10 KHz.

von Anja (Gast)


Lesenswert?

Abdul K. schrieb:
> Seite 360 vielleicht? Viel steht da aber nicht.

nein ich meinte das Diagramm auf Seite 10 im Datenblatt:
http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5965-4971E.pdf

Außerdem, ich kenne keine Referenzspannungsquelle die bei Raumtemperatur 
besser als ca 0.16 ppm (peak/peak) = 22,x Bit oder als Effektivwert dann 
ca 25 Bit ist.

Gruß Anja

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Sieht eigentlich aus wie ein adev-Diagramm. Klar, man kann beliebig 
lange Meßzeiten nehmen, aber irgendwann ist die Zeitstabilität 
limitierend.

Naja, mich interessiert es nur. Für Messungen außer der Frequenz, habe 
ich noch nie mehr als 3 Stellen gebraucht - absolut. Bei Frequenzen 
scheint es kein Limit zu geben. Mehr ist immer besser.

von Gebhard R. (Firma: Raich Gerätebau & Entwicklung) (geb)


Lesenswert?

>Audio-Wandler haben eine Genauigkeit in der Regel von ca 3-6%
Das ist richtig, aber die Stabilität der internen Ref. Spannung und der 
Drift ist  i. A. sehr gut (<10ppm). D.h. wenn man das Ding kalibriert, 
ist es durchaus brauchbar (und kostenschonend).

Grüsse

von Timm T. (Gast)


Lesenswert?

Wolfram L. schrieb:
> Ich muss halt
> laaaangsame Vorgänge mit hoher zeitlicher Auflösung erfassen und auch
> mit FFT auswerten, gleichzeitig muss ich schnelle Vorgänge mit hoher
> Dynamik erfassen.

Statt mich mit 24 Bit rumzuärgern, würde ich da doch das Signal 
splitten, für die FFT mit 16 bit schnell samplen und die Dynamik mit 
einem zweiten ADC machen, eventuell einen Logarithmierer davor.

von Tom (Gast)


Lesenswert?

Gebhard Raich schrieb:
> Audio-Wandler haben eine Genauigkeit in der Regel von ca 3-6%
Sagt wer?

> Das ist richtig,
Sagt wer?

Worauf sollen sich die 6% beziehen?

Linearität?

Meine Apogee hat 130dB THDN, 126dB SNR und ein Grundrauschen, dass 
selbst bei einer Verstärkung von Faktor 20dB nicht an das meiner 
Neumann-KM-Mikrofone heranreicht.

Audiowandler sind das GEnaueste, was Du zu einem vernüftigen Preis 
kaufen kannst. Dabei sind natürlich keine AC97-Soundkarten gemeint!

Die raushen mit 50dB Abstand!

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Wir sind hier ne Entwickler-Ecke. Also kommt nun die Frage nach dem 
eingebauten ADC bei deiner Karte?

von Arc N. (arc)


Lesenswert?

Tom schrieb:
> Audiowandler sind das GEnaueste, was Du zu einem vernüftigen Preis
> kaufen kannst. Dabei sind natürlich keine AC97-Soundkarten gemeint!

Es geht um Genauigkeit
Beispiele:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/pcm4222.pdf (Audio ADC)
Common mode rejection 100 dB
Offset error +-3 mV
Offset drift +-3.5 uV/°C
INL nicht spezifiziert
Gain error nicht spezifiziert
Gain drift nicht spezifiziert

http://www.ti.com/lit/ds/sbas288j/sbas288j.pdf (ADS1256)
Common mode rejection 110 dB
Offset error (nach interner Kalibrierung in der Größenordnung des 
Rauschens): << 1uV
Offset drift +-100 nV/°C
INL 3 ppm
Gain error +-50 ppm
Gain drift +-0.8 ppm

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads1281.pdf
Common mode rejection 120 dB
Offset error (nach Kalibrierung ): 1uV
Offset drift +-60 nV/°C
INL 0.6 ppm
Gain error +-2 ppm
Gain drift +-0.4 ppm/°C

usw.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Was soll das heißen? Alles der gleiche Chip, nur unterschiedlich genau 
getestet und entsprechend vermarktet?

Nehmen wir mal den midspeed-Bereich 200KHz:
Die Wandler von AKM sollen das allerbeste momentan kaufbare sein. Kennt 
jemand was besseres?

von Jobst M. (jobstens-de)


Lesenswert?

Tom schrieb:
> Audiowandler sind das GEnaueste

Quark. Für Messtechnik absolut unzureichend.

Das Ohr hört keine Gleichspannung. Ist daher für Audiowandler absolut 
unwichtig. Für die Messtechnik aber wichtig.

- siehe Beitrag von Arc Net: Offset-Error/-Drift - ist beim Audiowandler 
Faktor 3000 schlechter


Auch ist ein absolut genauer Pegel für das Ohr nicht wichtig. Für die 
Messtechnik aber schon.

- siehe Beitrag von Arc Net: Gain-Error/-Drift


Audiowandler wurden für Audio entwickelt und sind dafür auch sehr gut. 
Aber nicht für Messtechnik zu gebrauchen.
Die in den Audiowandlern mittlerweile eingebauten Digitalfilter sind 
ebenfalls für Audio entwickelt und rechnen Gleichspannung z.B. weg.


Gruß

Jobst

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

So einfach ist die Sache nicht. Hier Messungen mit einer EMU0202:
Beitrag "Re: Curve Fitter für komplexe Werte"

Das ist definitiv Meßtechnik!!

von Jobst M. (jobstens-de)


Lesenswert?

Abdul K. schrieb:
> Hier Messungen mit einer EMU0202:

Da haben die darin verbauten Wandler (AK5385) ja schon bis zu 0,5dB 
Unterschied zwischen beiden Kanälen - das sind 5,9% Genauigkeit 
untereinander! Absolut ist erst gar nicht angegeben ...
Für Audio sind die sehr gut ...


Abdul K. schrieb:
> Das ist definitiv Meßtechnik!!

Das ist definitiv Spielzeug! Auch wenn es für Deine Aufgaben ausreicht.


Gruß

Jobst

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Bei dir scheint nur absolute Genauigkeit interessant zu sein. Womit 
beschäftigst du dich?
Hast du den ganzen Thread wenigstens grob überflogen? Die Messung 
benötigt keinerlei absolute Werte, um das Ersatzschaltbild der Antenne 
zu bestimmen. Offensichtlich nicht, denn sonst wüßtest du, daß eh nur 
ein Kanal der EMU0202 verwendet wird. Noch nicht einmal ein Ausgang.

von Jobst M. (jobstens-de)


Lesenswert?

Abdul K. schrieb:
> Bei dir scheint nur absolute Genauigkeit interessant zu sein.

Nein. In der Messtechnik ist das so. Alles andere ist nicht messen.

> Womit beschäftigst du dich?

Wozu ist das wichtig?

> Hast du den ganzen Thread wenigstens grob überflogen?

Ja.

> Die Messung benötigt keinerlei absolute Werte, um das
> Ersatzschaltbild der Antenne zu bestimmen.

Stimmt. Du kannst auch mit einer Schnur mit Knoten drin eine Strecke 
bestimmen und feststellen, ob sie länger oder kürzer ist. Hat aber auch 
nichts mit Messtechnik zu tun. Auch, wenn Du damit alle Deine Ziele 
erreichst.

Wenn ein 24-Bit-Wandler mit einer Genauigkeit von 5% daher kommt, kann 
man ihn für Messaufgaben vergessen. Das kann ein 6-Bit-Wandler genau so 
gut.
Messen bedeutet, eindeutige Zahlenwerte zu bekommen. Wenn ich irgendwo 
eine Spannungsmessung mit 20,001V +/-5% notiere, ist das lächerlich.


Gruß

Jobst

von Arc N. (arc)


Lesenswert?

Abdul K. schrieb:
> Was soll das heißen? Alles der gleiche Chip, nur unterschiedlich genau
> getestet und entsprechend vermarktet?

Nein, das nicht, nur das es für unterschiedliche Anwendungen 
unterschiedliche ADCs gibt.

Der PCM4222 gehört mit zu den besten Audio ADCs, der ADS1256 liefert 
bspw. bei Verstärkung 1 23 rauschfreie Bits, der anscheinend im EMU0202 
verbaute AK5385B hat ein S/(N+D) oder SINAD von 103 dB.
Nach ENOB = (SINAD - 1.76) / 6.02 sind das ~16.8 rauschfreie Bits. Soll 
das auf 23 Bits gebracht, würden von den 48 KHz nur noch ~11.72 Hz 
übrigbleiben 1) und da die o.a. Parameter nirgends
http://www.asahi-kasei.co.jp/akm/en/product/ak5385b/ak5385b_f00e.pdf
spezifiziert sind, wäre der Wandler für viele Anwendungen immer noch 
unbrauchbar.

1) 6 Bit fehlen d.h. man müsste 2^(2*6) = 4096-fach überabtasten

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Ja Arc Net, das macht Sinn. Ich benutze die EMU0202 ja weil sie billig 
ist und direkt in die Windows-Treiberarchitektur einklingt. Damit kann 
ich dann SpectrumLab benutzen, oder andere Software. Ich habe nicht 
gesagt, daß sie aus Gold besteht. Vielleicht kam das falsch rüber.

Was aber Jobst mit Messen meint, hm. Ich brauche meist nur Linearität 
und Störabstand. Da schafft eine EMU0202, die ja nicht nur aus dem ADC 
besteht, knapp 20Bit.
Die 'Messung' liefert, um bei obigen Curve Fitter-Thread zu bleiben, 
dann eben absolute Werte für R, L und C mit einer bestimmten 
Fehlerbetrachtung. Warum ist das kein Messen?


>> Bei dir scheint nur absolute Genauigkeit interessant zu sein.

> Nein. In der Messtechnik ist das so. Alles andere ist nicht messen.

Wie nennst du dann das was ich machte?


>> Womit beschäftigst du dich?

> Wozu ist das wichtig?

Na damit man weiß was deine Ansprüche sind. Es ist sinnlos zu 
diskutieren, wenn man nicht ein Mindestmaß an Gemeinsamkeiten hat.

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Puh, jetzt geht wieder die elende Diskussion um die EMU0202 los und 
jeder der nicht laut "juhu" um diese USB-Soundkarte schreit ist ein 
Landesverräter. Hatten wir nicht schon mehr als hinreichend von der 
Diskussion um die EMU0202 in anderen Threads?

Für ca. 168,-€ gibt es das EvalBoard zum ADS1256 inkl. Motherboard, mit 
TI DSP an Board und Software in LabView-Umgebung, einfach anstecken und 
loslegen, das Frontend lässt sich nach Belieben gestalten. Bei einem 
Preis von ~99,-€ für die Soundkarte stellt sich mir die Frage gar nicht 
in was man besser investiert.

Abdul K. schrieb:
>>> Bei dir scheint nur absolute Genauigkeit interessant zu sein.
>
>> Nein. In der Messtechnik ist das so. Alles andere ist nicht messen.
>
> Wie nennst du dann das was ich machte?

Das nennt man dann raten oder schätzen, aber ganz sicher nicht messen. 
Wir alle freuen uns tierisch, dass es genug Leute gibt, die mit der 
Qualität der EMU0202 als Digitizer, was über die eigentliche Bestimmung 
der Soundkartenfunktion hinausgeht, mehr als zufrieden sind, aber wie 
schon an vielen Stellen in diesem Form gesagt wurde, die EMU0202 ersetzt 
einen für Messtechnik entworfenen Digitizer nicht.

branadic

von Oje (Gast)


Lesenswert?

Ich muss Abdul K.(ehydra) zu Hife eilen. Denn der ADC ist eine Sache, 
und diese Genauigkeit mit einer Messanordnung auch zu realisieren ist 
eine ganz andere Sache. DC gekoppelt sind 17 Bit schon was und drueber 
wird's schwierig. Da muss man nicht einmal anfassen und hat schon ein 
paar Bit geaendert. Es gibt genuegend Aufgaben Stellungen, wo man mit 
dem Audiobereich zufrieden ist. zB mechanische Vibrationen und 
abgeleitetes. Ein langsamer Lock-in. Usw. Wenn man mit einem Sound ADC 
20 Bit schafft ist das doch gut so. Diese sind erreichbar weil der DC 
Teil weg ist.

von Oha (Gast)


Lesenswert?

Ob man Messtechnik macht oder nicht haengt nicht an der Anzahl Bit, 
sondern an der Aussage. Wir machen Messungen an dynamischen Signalen, 
die werden heruntergemischt und alle Messvariablen sind nicht wirklich 
reproduzierbar, auch nicht wirklich stabil ueber beliebige Zeitraueme. 
Aber hinreichend stabil ueber einen Tag oder zwei. Eine Skalierung in mV 
oder so haben wir daher nicht. Messen also rein relative Werte, die 
ueber das Experiment varieren. Und koennen nach einem Tag Acquisition 
und vielen Rechnungen eine Unsicherheit von vielleicht 5% erreichen. Die 
Apparatur ist derart abgehoben, dass wir eigentlich die Einzigen sind 
die sowas haben. Ein kommerzielles Geraet einer aehnlichen Klasse misst 
10 mal so lange und ist auch nicht genauer.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

branadic schrieb:
> Puh, jetzt geht wieder die elende Diskussion um die EMU0202 los und
> jeder der nicht laut "juhu" um diese USB-Soundkarte schreit ist ein
> Landesverräter. Hatten wir nicht schon mehr als hinreichend von der
> Diskussion um die EMU0202 in anderen Threads?
>

Ich hatte nicht gemeckert! Ich hatte nur meine 'Meß'-Equipment gemeldet, 
damit klar ist wie die Messung einzuschätzen ist. Was man immer machen 
sollte. Und sogar praktische Werte geliefert. Keine theoretische 
Diskussion, wie hier so oft.


> Für ca. 168,-€ gibt es das EvalBoard zum ADS1256 inkl. Motherboard, mit
> TI DSP an Board und Software in LabView-Umgebung, einfach anstecken und
> loslegen, das Frontend lässt sich nach Belieben gestalten. Bei einem
> Preis von ~99,-€ für die Soundkarte stellt sich mir die Frage gar nicht
> in was man besser investiert.
>

Der 1256 schafft 30Ksample/sec. Ich brauche aber wesentlich mehr!

Vor der EMU0202 hatte ich mir die Eval-Boards von LTC angesehen. Aber 
keines war insgesamt kostengünstig, mit allem was man sonst so brauch. 
Auch hat die LTC-Software keinerlei Anbindung an sonstige fremde 
Programme. Also sinnlos, wenn man dann nicht gleich auch die 
Device-Treiber selbst schreibt/kann. Ich kann nicht.

Alles mit Labview vermeide ich. Elendig langsam und umständlich. Daß es 
viel verwendet wird, weiß ich. Wohl oft, weil es eben oft vorgestellt 
wird in diversen Einrichtungen.


> Abdul K. schrieb:
>>>> Bei dir scheint nur absolute Genauigkeit interessant zu sein.
>>
>>> Nein. In der Messtechnik ist das so. Alles andere ist nicht messen.
>>
>> Wie nennst du dann das was ich machte?
>
> Das nennt man dann raten oder schätzen, aber ganz sicher nicht messen.
> Wir alle freuen uns tierisch, dass es genug Leute gibt, die mit der
> Qualität der EMU0202 als Digitizer, was über die eigentliche Bestimmung
> der Soundkartenfunktion hinausgeht, mehr als zufrieden sind, aber wie
> schon an vielen Stellen in diesem Form gesagt wurde, die EMU0202 ersetzt
> einen für Messtechnik entworfenen Digitizer nicht.
>

Von dir hätte ich mehr erwartet, stattdessen springst du auf einen 
fahrenden Zug auf.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Oha schrieb:
> Ob man Messtechnik macht oder nicht haengt nicht an der Anzahl Bit,
> sondern an der Aussage. Wir machen Messungen an dynamischen Signalen,
> die werden heruntergemischt und alle Messvariablen sind nicht wirklich
> reproduzierbar, auch nicht wirklich stabil ueber beliebige Zeitraueme.
> Aber hinreichend stabil ueber einen Tag oder zwei. Eine Skalierung in mV
> oder so haben wir daher nicht. Messen also rein relative Werte, die
> ueber das Experiment varieren. Und koennen nach einem Tag Acquisition
> und vielen Rechnungen eine Unsicherheit von vielleicht 5% erreichen. Die
> Apparatur ist derart abgehoben, dass wir eigentlich die Einzigen sind
> die sowas haben. Ein kommerzielles Geraet einer aehnlichen Klasse misst
> 10 mal so lange und ist auch nicht genauer.

Mir scheint, für die allermeisten ist eine Messung, die kein DC liefert, 
schlicht keine. Natürlich kann man per Lock-In den DC-Teil komplett 
wegnehmen! Entscheidend ist nur die Stetigkeit im Amplitudengang und 
Auflösung.

5% sind für obiges meines Beispiel zur Bestimmung von Ersatzparametern 
völlig ausreichend. Ich bin zwar noch noch nicht mit dem Verfahren am 
Ende und werde auch noch Updates posten wenn ich dazu komme, aber allein 
5% mit der rauschenden Atmosphäre als wie soll ich es nennen 'Quelle' 
ist sowieso nicht mehr zu übertreffen. Da müßte man dann schon einen 
Ausgang der Karte als Generator benutzen. Was ich auch noch machen 
werde. Aktuell bin ich bei vielleicht 30% Fehler. Ich bin noch am 
untersuchen, warum der Fitter manchmal gut und manchmal schlecht fittet.
Das geniale dabei ist halt, daß man unidirektional direkt an einer 
z.B. Antenne messen kann. Ein zwischengeschalteter Einweg-Verstärker 
stört überhaupt nicht! Außerdem kam raus, daß man nicht vektoriell 
messen muß. Das ist auch ein wichtiger Punkt.


Mich würde trotzdem noch interessieren, ob Jobst den richtigen Begriff 
angibt. Außer zu trollen.


Und dann begeben wir uns wieder auf die Suche nach dem optimalen 
Wandler. Irgendwann will ich nämlich Hardware bauen.

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Abdul K. schrieb:
> Von dir hätte ich mehr erwartet, stattdessen springst du auf einen
> fahrenden Zug auf.

Na dann freut es mich, dass ich nicht deinen Erwartungen entspreche. :)
Meine Meinung zum Messen mit der Soundkarte habe ich im Rausch-Thread 
bereits kund getan. Ich springe also nicht auf einen "fahrenden Zug" 
auf, sondern bekräftige nur meine Meinung.

Das EvalBoard zum ADS1256 ist ja nicht das einzige Board seiner Art, 
wenn die Samplerate zu gering ist, es gibt auch durchaus schnellere 
Alternativen. Es war nur ein Beispiel, um den TE zu zeigen, dass man 
sich im ersten Schritt nicht den Aufwand antun muss ein eigenes Board zu 
stricken. Für das Geld was solche Boards kosten bringt man einen 24bit 
ADC im ersten Schuss nicht zum Laufen, das fängt bei den Kosten für die 
Multi-Layer-Leiterplatte an, geht mit den Kosten für die Komponenten 
weiter und hört bei der  Arbeitszeit für Entwurf, Layout, Aufbau und 
Inbetriebnahme auf. Nicht zu vergessen, es braucht auch irgendeine 
Intelligenz, die mit dem ADC spricht.

Wenn man nur mal das genannte Beispiel für den ADS1256 hernimmt, bei 
Farnell ist es für 77,61€ zzgl. Mwst. und Versand gelistet, bei TI 
direkt für $49. Für $199 (ca. 168,-€) gibt es das Evalboard inkl. 
Motherboard zum direkten Anschluss an USB zzgl. Software.
Wie gesagt, es ist nur ein Beispiel, es gibt genug andere 
ADC-Evalboards.

branadic

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Für den TE macht das natürlich Sinn.

Mich würden ADC interessieren, wo man die passenden Treiber fürs BS 
gleich mitbekommt. Das ist nämlich für mich das Hauptproblem.

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Abdul K. schrieb:
> Mich würden ADC interessieren, wo man die passenden Treiber fürs BS
> gleich mitbekommt. Das ist nämlich für mich das Hauptproblem.

Das kann es nicht geben, leuchtet ja auch ein, der ADC an sich ist 
"dumm". Es ist daher an dir den ADC mit einem geeigneten Controller 
auszustatten und anzusprechen.

Weil dir der ADS1256 zu langsam war, für das gleiche Geld von $199 gibt 
es das ADS1672 Performance Demonstration Kit. Der ADC schafft bis zu 
625kS.

branadic

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

branadic schrieb:
> Abdul K. schrieb:
>> Mich würden ADC interessieren, wo man die passenden Treiber fürs BS
>> gleich mitbekommt. Das ist nämlich für mich das Hauptproblem.
>
> Das kann es nicht geben, leuchtet ja auch ein, der ADC an sich ist
> "dumm". Es ist daher an dir den ADC mit einem geeigneten Controller
> auszustatten und anzusprechen.

Du meinst die Interface-Schaltung?

Doch gibt es. z.B. in Form von Soundkarten-Codecs. Der Chip hat USB 
gleich mit drauf und benutzt irgendeinen in Windoof vorhandenen Treiber 
für sowas. Gibt da ne extra USB-Klasse für. Die sind aber alle zu 
langsam und auch sonst nicht toll. Können mit einer EMU0202 überhaupt 
nicht mithalten.


>
> Weil dir der ADS1256 zu langsam war, für das gleiche Geld von $199 gibt
> es das ADS1672 Performance Demonstration Kit. Der ADC schafft bis zu
> 625kS.
>

Danke. Werde ich mir ansehen.


Entweder man findet einen, der Windoof-Treiber schreiben kann. Oder ich 
werde eben doch über Ethernet gehen. Da kann ich aber anscheinend nur 
SpectrumLab benutzen.
Aber erstmal bin ich ja versorgt.

von J. S. (engineer) Benutzerseite


Lesenswert?

Jobst M. schrieb:
> Tom schrieb:
>> Audiowandler sind das GEnaueste

> Quark. Für Messtechnik absolut unzureichend.
>
> Das Ohr hört keine Gleichspannung. Ist daher für Audiowandler absolut
> unwichtig. Für die Messtechnik aber wichtig.

Das Ohr muss auch keine hören, weil die Luft keine überträgt, wobei das 
Ohr durch einen permenten Luftdruck durchaus anders hört - siehe 
Verstopfung der Eustach'schen Röhre.

Die Problematik der Wandler liegt woanders: Aus verschiedenen Gründen 
übertragen auch Mikrofone und die meisten Quellen keinen Gleichanteil, 
daher sind die Verstärkerbauer gut beraten, die Grenzfrequenz nicht auf 
Null zu setzen. Aus praktischen Gründen liegen diese dann real bei 
unterhalb der Hörschwelle, also so um 10Hz +/-

Das ist aber ein Effekt der analogen Vorstufe und nicht des Wandler-ICs.

Man kann mit einem guten Audio-Wandler selbstredend Gleichspannung 
messen, wenn man die Vorstufe umgeht oder ersetzt. Habe ich selber schon 
gemacht und zwar sogar für eine Applikation mit Soundkarte.

Die Messung läuft 8-kanalig mit einer Marian MARC8 und produziert bis 
1kHz echte, rauschfreie 12 Bit im PC! Ich benutze die übliche 
symmetrische Einspeisung und filtere entsprechend.

Ein Problem wären nur die Pegel bis 10V - da braucht es noch eine andere 
Vorstufe.

von Jobst M. (jobstens-de)


Lesenswert?

Abdul K. schrieb:
> Wie nennst du dann das was ich machte?

Die Aufnahme von relativen, ungenauen Werten.

Wenn es tatsächlich um Messung (d.h. Zahlen, die an anderer Stelle 
reproduzierbar sind) geht: Zeitverschwendung.


Abdul K. schrieb:
> Na damit man weiß was deine Ansprüche sind. Es ist sinnlos zu
> diskutieren, wenn man nicht ein Mindestmaß an Gemeinsamkeiten hat.

Ich denke, was unsere Ansprüche an Messtechnik angeht, gibt es keine 
Gemeinsamkeiten.


Oje schrieb:
> Es gibt genuegend Aufgaben Stellungen, wo man mit
> dem Audiobereich zufrieden ist. zB mechanische Vibrationen und
> abgeleitetes.

Wir bauen Vibrationssensoren, die eine bessere Genauigkeit als 
Audio-ADCs haben. Absolute Genauigkeit ist z.T. auch hier gefordert. 
Sicherlich mag es Anwendungen geben, für die auch diese Wandler 
ausreichen.


Abdul K. schrieb:
> Mir scheint, für die allermeisten ist eine Messung, die kein DC liefert,
> schlicht keine. Natürlich kann man per Lock-In den DC-Teil komplett
> wegnehmen!

Nein. Es gibt Messgeräte, die auch nur AC messen. Aber auch das kann die 
Soundkarte ja nur eingeschränkt, da sie dazu nicht genau genug ist.

> Entscheidend ist nur die Stetigkeit im Amplitudengang und
> Auflösung.

Falsch. Für Messungen, die reproduzierbare Zahlen produzieren, die man 
auf einer einheitlichen Skala notieren können soll, wird vor allem eine 
möglichst geringe Abweichung von dieser erwartet. Eine Messung mit 5% 
Fehler (die Gerade kann ja wunderschön gerade sein, ist aber 'schief') 
mit einer Auflösung von 24-Bit ist keine Messung, sondern überflüssige 
Daten. 5% Genauigkeit passen in 6 Bit. Ein Multimeter mit 3 Stellen und 
1% Fehler zeigt genauer an, als Dein Wandler messen kann. Es sind zwar 
nicht so schön viele Stellen, aber der Wert liegt näher an der 
tatsächlichen Spannung.


Abdul K. schrieb:
> Außer zu trollen.

Nein, natürlich bin ich der Troll.

Du hast auch schon mitbekommen, daß es in diesem Thread nicht um Dein 
Projekt geht? Das mag funktionieren und ganz toll sein (Das meine ich 
nicht einmal ironisch!), aber Du kannst an Audiowandler nicht die 
Ansprüche stellen, die Du für Messtechnik (und damit meine ich 
immernoch, Daten zu bekommen, die ein anderer Mensch auf dieser Welt mit 
seinem, von einem anderen Hersteller gebautem Messgerät ebenfalls an 
dieser Stelle messen würde) benötigst.

Wenn ich bei Edeka 1kg Käse kaufe und das selbe Stück Käse anschliessend 
bei Rewe auf die Waage werfe und diese mir dann 900g anzeigt, helfen 
auch Erklärungen wie: 'Unsere Waage löst viel höher auf' und 'Die 
doppelte Menge wird auch genau doppelt angezeigt' nichts. Da gibt's dann 
Rabatz.

Wenn Du hingegen Pizza mit einer solchen Waage machst: 400g Mehl, 21g 
Hefe, ... wird die Pizza immer gleich schmecken, da die relative 
Zusammensetzung immer gleich ist. Aber es hat nichts mit Messung zu tun.


So. Ich hoffe es dämmert zumindest langsam ...


Gruß

Jobst

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

für den ADS1672:
Hardware: http://www.ti.com/tool/ads1672evm-pdk
Software: http://www.ti.com/tool/adcpro

Wie schon erwartet, auch dort keine sichtbare Unterstützung für andere 
Software. Jedenfalls konnte ich beim Querlesen nichts auffälliges sehen.

Ich weiß nicht, mir scheinen die Halbleiterhersteller nicht wirklich zu 
wissen was Entwickler wollen. Oder es ist schlicht Absicht, um gleich 
die niedrigen Stückzahlen mit viel zu hohen Supportkosten 
auszusortieren.

Die hohen Stückzahlen werden ja die Device-Treiber selber schreiben 
<lassen>.

Also aus meiner Sicht nix bei LTC oder TI.
Die dortigen Entwickler scheinen auch keinerlei Idee anderer Software zu 
haben?? Hm. Es hilft wirklich einen Amateurfunker in einer Firma zu 
haben, z.B. ist einer bei silabs.

Echtzeit in LTspice mit LTC ADCs. Das wärs. Träumen darf man ja mal.

Noch wer eine Idee?

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Danke für die Rückmeldung Jobst.

Ja, ich denke wir beide können nicht kommunizieren. Das wird nichts. Ich 
kann mit vielen nicht. Daher ist das völlig ok.


Wer mißt, der kalibriert auch. Das heißt dann konkret, die gebogene 
Kurve mathematisch so zu behandeln, daß das Ergebnis linear wird. Bzw. 
in meinem Fall reicht mir die vom Hersteller spezifizierte Genauigkeit 
so zu übernehmen. Ja, ich kontrolliere das nicht nacht, solange ich 
keinen Grund zur Beanstandung einer Messung habe.

Natürlich kann man mit der Soundkarte auch DC messen. Mach ich aber 
nicht, da ich die dann umbauen müßte und es schlicht nicht brauche. Für 
meine Messung brauch ich nicht einmal eine bekannte Verstärkung. Ich 
regele den analogen Vorverstärker in den passenden Dynamikbereich und 
wenn ich eine absolute Amplitude brauche, lese ich die am Scope ab und 
setze sie per einfacher Dreisatzrechnung mit dem Pegel der FFT gleich.
Ein anderer Punkt betreffend DC ist, daß diese Wandler alle einen 
relativ großen DC-Offset haben. Daher würde der Dynamikbereich 
ordentlich eingeschränkt werden, wenn man unbedingt DC haben will.


Was allgemein das Thread-kapern angeht:
Es ist schlicht so, daß man nur in bestimmter Umgebung ausreichend 
Response bekommt. Erstellt ein unbeliebter Benutzer einen exotischen 
Thread, wird er nicht wahrgenommen. Daher ist das anhängen an andere 
ähnliche Threads aus meiner Sicht legitim. Wie gesagt, meine Sicht. Um 
keine diesbezügliche Diskussion zu provozieren.

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Abdul K. schrieb:
> Ich weiß nicht, mir scheinen die Halbleiterhersteller nicht wirklich zu
> wissen was Entwickler wollen.

Das sehe ich anders. Nur weil deren ADCs nicht von irgendwelcher 
Audio-Software an einem PC unterstützt wird, heißt das nicht, dass man 
den ADC nicht evaluieren kann. Eine funktionierende LabView-Umgebung 
(übrigens ein Quasistandard in der Messgeräte-Software) ist doch dabei.
Du kannst den Jungs nicht zum Vorwurf machen, dass sie dir nicht alles 
mundgrecht vorbereiten. Und ich gehe auch schwer davan aus, dass 
Funkamateure nicht schwerpunktmäßig ihre Zielgruppe sind.

Abdul K. schrieb:
> Noch wer eine Idee?

Ja, beschäftige dich mit LabView. Wenn das nichts für dich ist, dann 
erlerne eine Programmiersprache und schreibe dir die passende 
Firmware/Software.

branadic

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Ich habe Labview doch schon benutzt. Stimmt, bei TI ist ja immer Labview 
dabei. Nebenbei, ich hatte sogar mal mit der Entwicklung einer 
Konkurrenzsoftware zu Labview zu tun. Als Tester damals. Das ist aber 
nicht der Grund meiner Ablehnung.

Mal als Nebenfrage: Und du kannst in Echtzeit die Daten von Labview in 
Octave weiterverarbeiten? Ich glaube nicht.


Es ist halt nicht leicht einen Device-Treiber für Windows zu schreiben. 
Sonst hätte ich das schon längst gemacht! Ich bin nicht faul. Ganz im 
Gegenteil. Ich verwende manchmal extrem viel unnütze Zeit aus der Sicht 
anderer für irgendwelche Projekte. Daher ärgert mich deine 
Unterstellung.

Und wäre es so einfach, käme diese Frage Probleme Treiber auch nicht so 
oft im Internet auf.
Vielleicht meldet sich ja ein Software-Freak für PC. Die Software in der 
Hardware ist weniger das Problem. Das kann ich selbst, wenns nicht USB 
ist.

Also wir brauchen eine Ethernet-Packet nach Windows Audiodevice Brücke. 
Das sollte es treffen.


Dann kann man Scripten, in LTspice weiterverarbeiten usw,  bis zum 
Abwinken.

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Abdul K. schrieb:
> Daher ärgert mich deine
> Unterstellung.

Es unterstellt dir doch niemand etwas, ich frage mich nur gerade, warum 
du den Treiber als Argument immer wieder aufführst.
Bei dem Performance Developement Kit ist ein entsprechender Treiber für 
die LabView Unterstützung dabei, um das MMB0 an den PC zu stöpseln und 
zu kommunizieren. Ich könnte mir vorstellen, dass es auch entsprechende 
Unterstützung für Matlab gibt, da auf dem MMB0 ein DSP sitzt.
Für die verschiedensten µController, die man mit dem ADC zum Einsatz 
bringen könnte, gibt es bereits zum großen Teil fertige Treiber im Netz.

Abdul K. schrieb:
> Also wir brauchen eine Ethernet-Packet nach Windows Audiodevice Brücke.
> Das sollte es treffen.

Solch eine Hardware-Entwicklungsumgebung muss sich doch nicht zwingend 
als Soundkarte anmelden! Leute die das fordern sind mit Sicherheit, ohne 
dir zu nah treten zu wollen, nicht die Zielgruppe solcher Produkte.

branadic

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Die Art der Anbindung ist mir im Detail recht schnuppe. Allerdings wird 
man den µC wiederum an Windoof ankoppeln müssen. Was brauch man? Genau, 
einen <weiteren> Treiber.

Windoof bietet eine Vielzahl von echtzeitfähigen Treiber-Architekturen 
an. Daher wird es so im Allgemeinen realisiert. Wenn du mir einen 
besseren Weg aufzeigst, nur her damit.

Am Ende möchte ich meine Echtzeitdaten in Spectrum Lab, WaveSpectra 
(www.ne.jp/asahi/fa/efu/index.html) und später möglichst <momentan noch 
offline> ohne Umstände in LTspice verarbeiten.

In WaveSpectra kann man sich übrigens die Windoof-Treiberarchitektur gut 
übersichtlich ansehen. SL ist da nicht sonderlich aufgeräumt. Die 
Japaner denken da eher wie ich.
Allein schon die Auswahl des richtigen Win-Treibermodells ist eine 
Wissenschaft für sich. In welchem Modell schlägt der Audio-Mixer mit 
seinem LPF zu? In ASIO z.B. nicht.


Wie war das ursprüngliche Thema?

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Okay, ich glaube das eigentliche Problem ist, dass hier von einem 
Komponentenhersteller erwartet wird, dass er ein Messsystem zur 
Verfügung stellt. Stattdessen stellt er aber nur eine 
Evaluierungsplattform bereit und das macht man ihm zum Vorwurf. Die 
Komponentenhersteller haben nun mal kein Interesse daran ein Messsystem 
geschweige denn eine Soundkarte auf den Markt zu bringen. Damit muss man 
sich einfach abfinden.

Wer nicht in der Lage ist mit diesen Komponenten ein eigenes Messsystem 
aufzubauen und die dazu notwendige Ansteuerung zu realisieren, der muss 
sich eben mit käuflich erwerbbarer Messtechnik und im Zweifelsfall mit 
Soundkarten zufrieden geben. Da kann man diskutieren soviel man will, 
ändert aber nichts an der Tatsache.

Für derlei Komponenten ist eine gehörige Portion Eigeninitiative und 
KnoffHoff zwingend notwendig, andernfalls ist das dazugehörige Projekt 
von vornherein zum Scheitern verurteilt.

branadic

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

So in etwa. Mal sehen was in den nächsten Jahren wird. Wie ich halt Zeit 
und Lust habe.

von W.S. (Gast)


Lesenswert?

Regt euch nicht so auf.

Ich hab selber auch schon mal nen etwas älteren Audio-ADC von TI in 
einem Gerät als Wandler MIT DC-Anteil verwendet. Ging so. Abgesehen 
vom Interface, wo ich nen nennenswerten Teil des CPLD's als 
Input-schieberegister (sind ja 32 Bit SR + 32 Bit Puffer) spendieren 
mußte, hat sich das Teil als ausgesprochen gutmütig und linear gezeigt 
(komme jetzt bloß nicht auf den Namen).

Also, es geht. Und in einem Punkt gebe ich Abdul Recht: Bei solchen 
Anwendungen (egal ob Audio-ADC oder nicht) muß man sowieso kalibrieren - 
und das bei meinen Anwendungen täglich, da luftdruckabhängig.

Die ganze Audio-Diskussion lenkt aber vom Thema ab: den Grenzen des ADC 
als solchen. Der Spruch von den -174 dBm/Hz gilt für alle Widerstände. 
Ist ja ne Leistung und bei hochohmigerem R ist halt die Rausch-Spannung 
höher und der Rausch-Strom niedriger. Das Ganze ist thermisch bedingt, 
Stichwort Boltzmann-Konstante und deshalb meßtechnisch nicht 
überwindbar. Die Sprüche von 20 dB unter'm Rauschteppich messen sind 
Mumpitz. Da wird lediglich per Rechnerei die effektive Bandbreite 
reduziert, wodurch sich dann eine geringere untere Nachweisgrenze 
ergibt: -174 dBm/1 Hz ist gleichbedeutend mit -184 dBm/0.1 Hz.

Die untere Grenze der Fahnenstange hätten wir also definiert. Die 
Frage ist jetzt nur noch die nach der oberen Grenze. SigmaDelta-ADC's, 
die im Spannungsbereich von 1 kV arbeiten, gibt es wohl nicht, also 
siedeln wir die Obergrenze bei etwa 1..10 Volt an und müssen uns nach 
dem wirksamen Eingangswiderstand fragen, denn der rauscht ja mit o.g. 
Wert.

Aber für heute ist mir das zu spät.

W.S.

von Thomas (Gast)


Lesenswert?

Jobst M. schrieb:
> Abdul K. schrieb:
>> Bei dir scheint nur absolute Genauigkeit interessant zu sein.
>
> Nein. In der Messtechnik ist das so. Alles andere ist nicht messen.

Messen bedeutet vergleichen. Viele Messungen sind zunächst 
Relativmessungen aus denen dann ein genaues absolutes Messergebnis 
berechnet wird. Dazu braucht man keine genaue Spannungsreferenz. Eine 
Spannungsreferenz die über den Messzeitraum (evt. nur einen 
Sekundenbruchteil) hinweg stabil ist, reicht vollkommen aus.
Über einen Analogmultiplexer (den haben auch die meisten 24Bit ADCs 
bereits eingebaut) misst man dann verschiedene Kanäle. Der absolute Wert 
der Spannungsreferenz kürzt sich bei der Berechnung raus und man hat 
eine genaue Messung.

Das ist Messtechnik.

von Oha Tatsaechlich (Gast)


Lesenswert?

>Die Sprüche von 20 dB unter'm Rauschteppich messen sind
Mumpitz. Da wird lediglich per Rechnerei die effektive Bandbreite
reduziert, wodurch sich dann eine geringere untere Nachweisgrenze
ergibt: -174 dBm/1 Hz ist gleichbedeutend mit -184 dBm/0.1 Hz.

Wenn's ja nur per Rechnerei waere ... Wir haben teure Maschinen, die 
messen extrem kleine Signale. Die Repetitionsrate liegt im 
Millisekundenbereich. Nach 3 Tagen akkumulieren sind wir vielleicht 10 
dB ueber dem Rauschen. Das bedeutet 25E6 Akkumulationen, das sind also 
einen Faktor 5000 Verstaerkung, 37dB, oder 12 zusaetzliche Bit. Wir 
haben also das Signal 27dB unter dem Rauschen.
Da ist nichts davon Mumpitz.

von Arc N. (arc)


Lesenswert?

Abdul K. schrieb:
> Also aus meiner Sicht nix bei LTC oder TI.
> Die dortigen Entwickler scheinen auch keinerlei Idee anderer Software zu
> haben?? Hm. Es hilft wirklich einen Amateurfunker in einer Firma zu
> haben, z.B. ist einer bei silabs.
>
> Echtzeit in LTspice mit LTC ADCs. Das wärs. Träumen darf man ja mal.
>
> Noch wer eine Idee?

USB Audio Device isochron mit einem anderen bspw. 
SiM3U/C8051F3xx-Evalboard implementieren und das ADC-Evalboard daran 
hängen, wenn das ganze den Anforderungen entspricht.
Von XMOS gibt es afaik auch USB HiSpeed Audio EvalBoards oder man nimmt 
einen Raspberry Pi

von Wolfram L. (amazon)


Lesenswert?

Da ist man mal einen Tag offline ...
es wäre schön wenn man der eigentlichen Fragestellung weiter gefolgt 
wäre statt Grundsatzdiskussionen anzufangen.
Aber es ist auch quasi schon alles geschrieben worden was ich mir 
erhofft hatte zu erfahren.
Ich werde jetzt erstmal die Grundlagen (be)schaffen(Klimatisierte 
Umgebung, Kalibrator etc.) um überhaupt in die Welt der 24bit 
einzusteigen. Aber sicherlich erst mal mit laaaangamen Sampleraten.
Viele Grüße

PS: Und nein - Raspberry Pi geht nicht - wie gesagt das ganze ADC Zeugs 
muss an einen FPGA, aber das ist ja eher einfach.

von Timm T. (Gast)


Lesenswert?

Mich würde jetzt aber mal rein technisch interessieren, warum

Timm Thaler schrieb:
> Statt mich mit 24 Bit rumzuärgern, würde ich da doch das Signal
> splitten, für die FFT mit 16 bit schnell samplen und die Dynamik mit
> einem zweiten ADC machen, eventuell einen Logarithmierer davor.

kein Lösungsansatz für Dich ist?

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Oha Tatsaechlich schrieb:
>>Die Sprüche von 20 dB unter'm Rauschteppich messen sind
> Mumpitz. Da wird lediglich per Rechnerei die effektive Bandbreite
> reduziert, wodurch sich dann eine geringere untere Nachweisgrenze
> ergibt: -174 dBm/1 Hz ist gleichbedeutend mit -184 dBm/0.1 Hz.
>
> Wenn's ja nur per Rechnerei waere ... Wir haben teure Maschinen, die
> messen extrem kleine Signale. Die Repetitionsrate liegt im
> Millisekundenbereich. Nach 3 Tagen akkumulieren sind wir vielleicht 10
> dB ueber dem Rauschen. Das bedeutet 25E6 Akkumulationen, das sind also
> einen Faktor 5000 Verstaerkung, 37dB, oder 12 zusaetzliche Bit. Wir
> haben also das Signal 27dB unter dem Rauschen.
> Da ist nichts davon Mumpitz.

Du siehst die Sache zu einseitig. In 3 Tagen hast du auch Information 
verloren! "Die Zeitung von gestern..."
Schau mal unter "Informationsbandbreite". Ich glaube das ist der 
richtige Begriff. Durch die extrem lange Meßzeit hast du auch die 
Bandbreite extrem eingeschränkt, es fließt also effektiv über drei Tage 
gedacht, nur noch ein Bruchteil Information. Es kann sogar sein, daß 
bedingt durch die Stabilität deiner Zeitbasis, der S/N wieder sinkt wenn 
du zu lange mißt.

Leider bin ich in der dahinterliegenden Theorie und Mathe nicht so fest, 
daß ich dir das beweismäßig vorrechnen könnte.

von Robert K. (robident)


Lesenswert?

Arc Net schrieb:
> USB Audio Device isochron mit einem anderen bspw.
>
> SiM3U/C8051F3xx-Evalboard implementieren und das ADC-Evalboard daran

Von USB-Audio-Interfaces weiss man, dass sie für den Consumer-Markt 
konzipiert sind, denn Profigeräte haben einen MLAN, AES/EBU oder 
zumindest S/PDIF Eingang/Ausgang oder proprietäre interfaces, wie sie 
Alesis (ADAT) oder Tascam (TDIF) verwendet.

Daher kann man unterstellen, dass die derartigen Geräte nicht gerade auf 
Präzision gebaut sind. Von wordclock haben die noch nichts gehört und 
bretzeln alle munter mit internem Quarz rum.

Dann lieber einen externen Wandler direkt als Chip, der eine eigene PLL 
hat.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Vor allem, wie bei dann notwendigen USB2.0 die Störungen wegkriegen? 
Deswegen denke ich in Richtung Ethernet oder notfalls WLAN.

Lieber interner Quarz als Wordclock-PLL.

von Arc N. (arc)


Lesenswert?

R. K. schrieb:
> Arc Net schrieb:
>> USB Audio Device isochron mit einem anderen bspw.
>>
>> SiM3U/C8051F3xx-Evalboard implementieren und das ADC-Evalboard daran
>
> Von USB-Audio-Interfaces weiss man, dass sie für den Consumer-Markt
> konzipiert sind, denn Profigeräte haben einen MLAN, AES/EBU oder
> zumindest S/PDIF Eingang/Ausgang oder proprietäre interfaces, wie sie
> Alesis (ADAT) oder Tascam (TDIF) verwendet.

Von der ADC-Seite verbauen die auch nichts anderes, als das was TI, 
Analog, AKM, Cirrus etc. verkaufen.
http://www.steinberg.net/de/products/audio_interfaces/ur_serie/ur824.html
reine USB-Teile gibt's auch von Alesis io2

> Daher kann man unterstellen, dass die derartigen Geräte nicht gerade auf
> Präzision gebaut sind. Von wordclock haben die noch nichts gehört und
> bretzeln alle munter mit internem Quarz rum.

Man kann sich auf den SOF-Takt synchronisieren, man kann auch einen 
eigenen Takt vorsehen, zwischenspeichern etc. es kommt auf die 
Anforderungen an


Abdul K. schrieb:
> Vor allem, wie bei dann notwendigen USB2.0 die Störungen wegkriegen?
> Deswegen denke ich in Richtung Ethernet oder notfalls WLAN.

So wie bei Ethernet auch ;-) da hängen hinter den Übertragern Richtung 
ADC auch nicht weniger Störquellen

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Arc Net schrieb:
> Von der ADC-Seite verbauen die auch nichts anderes, als das was TI,
> Analog, AKM, Cirrus etc. verkaufen.
> http://www.steinberg.net/de/products/audio_interfaces/ur_serie/ur824.html
> reine USB-Teile gibt's auch von Alesis io2
>

Und. Kennt jemand einen weiteren nbekannten Hersteller oder gar 
diskrete/FPGA-Lösung?


>> Daher kann man unterstellen, dass die derartigen Geräte nicht gerade auf
>> Präzision gebaut sind. Von wordclock haben die noch nichts gehört und
>> bretzeln alle munter mit internem Quarz rum.
>
> Man kann sich auf den SOF-Takt synchronisieren, man kann auch einen
> eigenen Takt vorsehen, zwischenspeichern etc. es kommt auf die
> Anforderungen an
>

Vermutlich wollte er irgendeine Synchronität. Ich würde da eher sowas 
wie TimeTagging machen. Oder völlig frei laufend und packetiert via 
Ethernet-Frames.


>
> Abdul K. schrieb:
>> Vor allem, wie bei dann notwendigen USB2.0 die Störungen wegkriegen?
>> Deswegen denke ich in Richtung Ethernet oder notfalls WLAN.
>
> So wie bei Ethernet auch ;-) da hängen hinter den Übertragern Richtung
> ADC auch nicht weniger Störquellen

Ethernet kann ich galvanisch entkoppeln, USB2.0 eher nicht. Außerdem ist 
Ethernet sowas wie ein Standard mit Standardinfrastruktur. USB ist 
USB3.0 bis man fertig ist und dann ist USB4 mit wiederum neuen Steckern 
angekündigt. Ich dachte, daß müßte ich nicht extra erwähnen, sorry.

von Bogomil (Gast)


Lesenswert?

Arc Net schrieb:
> Von der ADC-Seite verbauen die auch nichts anderes, als das was TI,
>
> Analog, AKM, Cirrus etc. verkaufen.
>
> http://www.steinberg.net/de/products/audio_interfa...
>
> reine USB-Teile gibt's auch von Alesis io2
Steinberg wurde doch vor einiger Zeit gekauft. Ich meine, dass die nun 
unter dem Namen eine andere Produktserie verticken! Steinberg hat NIE 
Audio-HW gebaut.

Was ist mit Mindprint?

Abdul K. schrieb:
> Vermutlich wollte er irgendeine Synchronität. Ich würde da eher sowas
>
> wie TimeTagging machen. Oder völlig frei laufend und packetiert via
>
> Ethernet-Frames.
das wird doch Noch ungenauer !(???)

Du brauchst eine einzige hochgenaue Quelle für den Wandler, der Rest 
kann darum herum jittern, wie er will, Hauptsache er bleibt langfristig 
im Takt.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Versteh ich nicht. Was ist daran ungenau? Es kommt ein Quarz drauf, mir 
wegen als TCXO. Der steuert den ADC, die Daten gehen in einen FIFO, der 
Inhalt von dem wird als Paket abundzu per Ethernet versendet. Da jedes 
mir wegen Byte oder Word exakt einen Takt beschreibt, wird der Rechner 
am Ende exakt pro Zeiteinheit einen Sample haben. Es ist dann wurscht, 
wieviel Zeit bis dahin im Netzwerk vergangen ist und ob der PC das nun 
in Echtzeit alles eingelesen bekommt, oder nach 100ms Taskswitch halt 
mal 1MByte auf einen Rutsch in die FFT schiebt. Oder in ein File.

Das geht mit 'fehlerüberspringenden' UDP oder auch mit einem 
fehlertoleranten Protokoll wie IP.

Das ich sowas erklären muß, verwundert mich schon.

von Wolfram L. (amazon)


Lesenswert?

Timm Thaler schrieb:
> Timm Thaler schrieb:
>> Statt mich mit 24 Bit rumzuärgern, würde ich da doch das Signal
>> splitten, für die FFT mit 16 bit schnell samplen und die Dynamik mit
>> einem zweiten ADC machen, eventuell einen Logarithmierer davor.
>
> kein Lösungsansatz für Dich ist?

@Timm,
also das hatte ich auch schon überlegt, und das ist auch ein guter 
Lösungsansatz - den ich parallel auch weiterverfolge.
Dss Problem ist mehr der Endkunde der nach dem Motto lebt "24 bit sind 
mehr als 16 bit - quasi wie bei den Digitalkameras, wo auch nur auf die 
Anzahl der Pixel geschaut wird.

@Abdul K
Der Grund für die Verarbeitung mit FPGA ist a) weil ich ihn schon hab 
und b) weil ich dadurch den Daten eine hoch genaue GPS-Zeit zuordnen 
kann - die dann us genau wird. Ist wichtig da die Sensoren räumlich 
verteilt sind.

von Robert K. (robident)


Lesenswert?

Timm Thaler schrieb:
> Statt mich mit 24 Bit rumzuärgern, würde ich da doch das Signal
>
> splitten, für die FFT mit 16 bit schnell samplen und die Dynamik mit
>
> einem zweiten ADC machen, eventuell einen Logarithmierer davor.

Den Logarithmierer vor den ADC?
Das macht es doch NOCH ungenauer

von Timm T. (Gast)


Lesenswert?

Wolfram L. schrieb:
> Problem ist mehr der Endkunde der nach dem Motto lebt "24 bit sind
> mehr als 16 bit

Dann sollte sich der Endkunde klarmachen, dass zwei verschiedene 
Messaufgaben (FFT und Dynamik) eventuell zwei Messwege erfordern.

R. K. schrieb:
> Den Logarithmierer vor den ADC?
> Das macht es doch NOCH ungenauer

Ist für die Dynamikerfassung eventuell irrelevant.

Du kannst auch 3 Verstärker 1:33:1000 kaskadieren und auf jeweils 1 
Kanal mit 16 bit legen, diese parallel abfragen und erreichst 25 bit 
Dynamikbereich bei 16 bit Auflösung. Da brauchst Du halt am Eingang 
Zero-Drift-OPVs...

von Tsag (Gast)


Lesenswert?

Ich weiß nicht was der Administration an meinem Link nicht gepasst hat, 
dass mein Beitrag gelöscht worden ist, verwies er doch lediglich auf 
einen interessanten Artikel. Daher hier ein neuer Versuch:

http://www.analog-praxis.de/wie-genau-ist-ein-ad-wandler/

von Purzel H. (hacky)


Lesenswert?

>@Abdul K
>Der Grund für die Verarbeitung mit FPGA ist a) weil ich ihn schon hab
und b) weil ich dadurch den Daten eine hoch genaue GPS-Zeit zuordnen
kann - die dann us genau wird. Ist wichtig da die Sensoren räumlich
verteilt sind.


Ist zwar schon einige Zeit her. Das Projekt wurde wahrscheinlich nichts. 
Die Anforderungen waren auch Muell. ...hoch genaue GPS-Zeit ... dabei 
kommt nur alle Sekunde ein Satz Strings raus. Da ist nichts mit Timing 
fuer schnelle Signale.

von E Günes (Gast)


Lesenswert?

Ich hab hier an einem Board ein 24bitter laufen... Wir nehmen damit 
Gyroskopdaten auf 2000°/s @ 24bit 400Hz

Bit 18 bis 24 kannst du total knicken! Wir haben 14 Layouts 
durchprobiert, der Bias ist so stark, das wenn ich da anfange zu 
filtern, filter ich eh alle informationen im rauschen mit weg, die ich 
eigentlich benötigt hatte.

20bit ist die grenz, da kann man noch etwas unterscheiden wenn man dann 
vergleicht 2000°/s und 50°/s.

viel Erfolg sag ich nur !

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Welchen Typ verwendest du denn für den ADC? Die Wandler, die mit 
Oversampling arbeiten, brauchen intern 4-5 bits die einem am Meßwert 
nicht zur Verfügung stehen (Gehen in den digitalen Filtern flöten). Wenn 
er also 24 bits hat, kann man 19 bits verwenden. Wenn er 24 qualifiziert 
liefert, hat er definitiv intern dann eben 28 bits oder noch mehr, die 
er bereits intern beschneidet.

Für extrem niedrige Bandbreiten gibts extra Chips, z.B. die von Cirrus.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.