Differentiell zu Single Ended

Peter S. Gast #2998298
Lesenswert?
• ▲
▼ 
Hallo Leute,

mit meinem alten 8-bit Mikrocontroller konnte ich mit dem internen ADC 
Signale differentiell messen. Mein neuer 32-bit Controller kann dies 
allerdings nicht mehr.

--> Ich muss mein differentielles Eingangssignal, welches von einem 
optischen Encoder ausgegeben wird so umwandlen, dass ich es mit meinem 
neuen Controller verarbeiten kann.

Meine Idee wäre, über eine OPV-Subtrahiererschaltung die Differenz zu 
bilden. Dadurch könnte das Signal dann gegen GND gemessen werden.

Das Problem ist allerdings, dass das so enstehende Sinussignal dann 
zwischen +- 0.5V schwankt. Mein µC pin erlaubt allerdings nur Spannungen 
zwischen 0 und 3.3V.

Eine Möglichkeit wäre nun, über einen Addierer und einem 
Referenzspannungs-IC 0.5V zu addieren. Gibt es dafür eine bessere 
Möglichkeit?

Mein Problem mit der oben genannten Methode ist, dass sie nicht sehr 
exakt ist. D.h. es könnte trotzdem sein, dass der Pin mit einer 
negativen Spannung beschaltet wird (falls die Differnz des optischen 
Weggebersingals größer wäre z.b. durch Temperaturschwankungen etc.).

Vielen Dank für eure Hilfe!
Antwort Zitieren Bearbeiten Thread verschieben Thread sperren Anmeldepflicht aktivieren Anpinnen Thread löschen Thread mit anderem zusammenführen Beitrag melden
Hmm Gast #2998313
Lesenswert?
• ▲
▼ 
Magst Du mal schreiben was das genau für ein Encoder ist?
Ich habe wohl gerade einen Hänger, aber mir fällt nicht ein, was für ein 
Encoder eine analoge Spannung ausgibt die man mit einem AD-Wandler 
messen will.

Aber um direkt auf Deine Frage einzugehen.

Es gibt bei z.B. bei Analog Devices eine ganze Latte von Application 
Notes zu dem Thema. Mit dem Suchterm "differential to single ended 
converter" findest Du bei Google eine Menge Zeug. Z.B. von Linear 
http://cds.linear.com/docs/Application%20Note/an78fs.pdf
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden
Hmm Gast #2998322
Lesenswert?
• ▲
▼ 
Was die Exaktheit betrifft, so ist das durchaus ein Thema. Zum einen 
wird das mit dedizierten und abgeglichenen Doppel-OP-Amps,zum anderen 
mit der Verwendung von Referenzspannungs-ICs resp. der Verwendung eines 
Ausgangs mit der Referenzspannung des ADC behandelt.
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden
Peter S. Gast #2998387
Lesenswert?
• ▲
▼ 
Danke für die Antworten!

Encoder:
Heidenhain ERA 4201C mit Lesekopf AK ERA 4280

Ich zähle einerseits mittels einer schnellen Komperatorschaltung die 
Nulldurchgänge. Andererseits wird für noch exaktere Positionierung der 
aktuelle Spannungswert herangezogen.

Eine Sache die mir noch eingefallen ist, wäre mittels 
Präzisionsgleichrichter die negative Schwingung ebenfalls positiv zu 
machen. Davor wird über einen Komperator bestimmt ob das Signal größer 
oder kleiner 0 ist. Dadurch könnte ich sogar die Auflösung verdoppeln 
und hätte das Problem mit der negativen Spannung nicht mehr. Ist das 
praktikabel?
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden
Der Gast #2998741
Lesenswert?
• ▲
▼ 
Nur so als Idee: Wenn du zwei ADCs auf dem 32 Bit Controller hast, 
kannst du Signal+ und Signal- jeweils auf einen ADC geben und in der 
Software die Differenz ausrechnen.
Multiplexen mit einem ADC könnte Ungenauigkeiten wegen der 
unterschiedlichen Abtastzeitpunkten von Signal+ und Signal. geben.
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden
Johannes E. #2998893
Lesenswert?
• ▲
▼ 
Peter S. schrieb:
> Meine Idee wäre, über eine OPV-Subtrahiererschaltung die Differenz zu
> bilden. Dadurch könnte das Signal dann gegen GND gemessen werden.
>
> Das Problem ist allerdings, dass das so enstehende Sinussignal dann
> zwischen +- 0.5V schwankt. Mein µC pin erlaubt allerdings nur Spannungen
> zwischen 0 und 3.3V.

Wenn du beim Subtrahierer 
(http://de.wikipedia.org/wiki/Operationsverst%C3%A4rker#Differenzverst.C3.A4rker_.2F_Subtrahierverst.C3.A4rker) 
den unteren Anschluss von R4 auf VCC/2 legst, dann ist das 
Ausgangssignal auch symmetrisch zu VCC/2.
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden
Der Rächer der Transistormorde Gast #2999110
Lesenswert?
• ▲
▼ 
Peter S. schrieb:
> --> Ich muss mein differentielles Eingangssignal, welches von einem
> optischen Encoder ausgegeben wird so umwandlen, dass ich es mit meinem
> neuen Controller verarbeiten kann.

In dieser Schaltung

http://www.analog.com/en/circuits-from-the-lab/CN0254/vc.html

wird das mit OPs gemacht

The AD8605 and AD8608 are low cost single and quad rail-to-rail input 
and output CMOS amplifiers. The AD8608 inverts, level shifts, and 
attenuates the ±10 V input signal so that it matches the input range of 
the ADC, which is 0 V to +4.096 V when using a +4.096 V reference and a 
+5 V single supply.


Die Eingangspegel kann man über Widerstände verändern.
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden
Peter S. Gast #3001402
Lesenswert?
• ▲
▼ 
Danke für eure zahlreichen Vorschläge!

Ich werde es mal mit dem Tipp von Johannes E. versuchen und einfach über 
R4 der Subtrahiererschaltung das Signal symmetrisch zur halben 
Referenzspannung machen.

Vielen Dank nochmal!
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden
Thread beobachten

Antwort schreiben

Bitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben.

Bestehender Account

oder

Mit Google-Account einloggen

Noch kein Account?

Die Registrierung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.

Jetzt registrieren