Hallo, mich quält schon länger eine kleine Frage, in welchem Atmel Controller, 16 oder auch 32 Bit, ist der bestauflösende ADC integriert? (es geht nicht um den Messtakt) Der Mikrocontroller sollte möglichst noch in einer "Basterfreundlichen Bauform" zur Verfügung stehen. DAC wird nicht benötigt, Preis spielt ebenfalls keine Rolle, auch die sonstigen Anforderungen sind nur als gering anzusehen. Wäre schön wenn das Jemand klären könnte. Danke
Anfänger schrieb: > Hallo, > mich quält schon länger eine kleine Frage, > > in welchem Atmel Controller, 16 oder auch 32 Bit, ist der bestauflösende > ADC integriert? (es geht nicht um den Messtakt) Der Mikrocontroller > sollte möglichst noch in einer "Basterfreundlichen Bauform" zur > Verfügung stehen. DAC wird nicht benötigt, Preis spielt ebenfalls keine > Rolle, auch die sonstigen Anforderungen sind nur als gering anzusehen. > > Wäre schön wenn das Jemand klären könnte. > > Danke Soweit ich weiß gibts es keine 16 bit Controller von Atmel. Alle 32 bit Controller (Avr32/ARM) gibt es nur in SMD Packages. Ob das für dich bastelfreundlich ist oder nicht verräts du leider nicht. Wie du einen möglichst hoch Auflösenden (wahrscheinlich meinst du eher die Genauigkeit) ADC brauchst kommst du um einen externen nicht drumherum. Allerdings muss man für genau Messungen dann noch eine ganze Menge mehr beachten als die Auswahl des ADC.
Huch, danebengegriffen, war mir nicht mehr bewusst dass die beiden Parteien 8-Bit und 32-Bit sind. 32-Bit nur in SMD, schade dann fällt das im Kern raus, SMD ist nicht das was ich im Basteleck gerne benutzen will. Es geht nicht um höchste absolute ADC-Genauigket, auch nicht um zuverlässige Langzeitstabilität, es geht nur um verfügbare Kurzzeitzuverlässigkeit (relative Genauigkeit, niederfrequente Messung), was ich etwa mit best verfügbarer ADC-Auflösung verbunden mit guter Wiederholgenauigkeit im Zeitfenster weniger Minuten übersetzen würde. Deswegen denke ich dass hier der vereinfachte Ansatz, "doppelte Auflösung = doppelt gut", im Kern herhalten wird. Die Frage wäre damit reduziert auf, was gibt es im 8-Bit Atmel-Contollerfeld an ADC-Auflösungen oberhalb von 1024 und in welchen Chips sind die verbaut? Ich ahne schon leicht vor, die Antwort könnte lauten, es gibt nur 10-Bit ADCs im 8-Bit Controllerfeld, das wäre echt schade. Danke
Anfänger schrieb: > Die Frage wäre damit reduziert auf, > was gibt es im 8-Bit Atmel-Contollerfeld an ADC-Auflösungen oberhalb von > 1024 und in welchen Chips sind die verbaut? Parametrische Suche des Hersteller bemühen. Gibt sogar 2 Einträge bzgl. der ADCs in den FAQs: "I am looking for an AVR8 with a 12-bit ADC, what are my options?" http://support.atmel.com/bin/customer.exe?=&action=viewKbEntry&id=1441 "I'm using the ATMega but would like an ADC with more resolution..." http://support.atmel.com/bin/customer.exe?=&action=viewKbEntry&id=1246 > Ich ahne schon leicht vor, die Antwort könnte lauten, es gibt nur 10-Bit > ADCs im 8-Bit Controllerfeld, das wäre echt schade. Warum scheust Du wie der Teufel das Weihwasser einen externen ADC? Bei Controllern ist meistens ein brauchbarer Allround-ADC integriert, aber wenn man eben Sonderwünsche hat, dann muß man eben ein zusätzliches IC dranflanschen. Dier Hersteller der Controller sind ja nicht so dumm und un bauen das Beste was machbar ist in die Controller ein, denn >95% der Kunden bräuchten die Funktionalität gar nicht und der Chip wäre exorbitant teuer. Das Zeugs würde also sowiso keiner kaufen, weil wenn jemand einen speziellen ADC braucht, dann kauft er den eben als externes Bauteil. Also wozu integrieren wenn's eh keiner kaufen würde? Was nicht verkauft werden kann wird auch nicht produziert.
> mich quält schon länger eine kleine Frage, Warum beantwortest du sie dir nicht auf der Atmel-HJomage ? Product Selektor, 8 bit CPU anklcihen, 8 unsd 10 bit ADC wegklicken, und anzeigen passen: http://www.atmel.com/v2PFResults.aspx#(actives:!(8238,8394,8362,8282,8431,8300,8358,8392,8378,8445,8236,8449,8474,8248,8264,8447,8256,8254,8286,8462,8429,8458,8466,8400,8302,8278),data:(area:'',category:'34864[33180]',pm:!((i:8238,v:!(1,16)),(i:8394,v:!(0,14)),(i:8362,v:!(1,18)),(i:8282,v:!(1)),(i:8431,v:!(1,32)),(i:8300,v:!(1,8)),(i:8358,v:!(1,59)),(i:8392,v:!(0,1)),(i:8378,v:!n),(i:8445,v:!(0,3,4,5,6,8)),(i:8236,v:!(0,20)),(i:8449,v:!(1,10)),(i:8474,v:!(0)),(i:8248,v:!(0,1)),(i:8264,v:!(1,5)),(i:8447,v:!(0,1)),(i:8256,v:!(2)),(i:8254,v:!(3,13)),(i:8286,v:!(0,3)),(i:8462,v:!(0,8)),(i:8429,v:!(1,10)),(i:8458,v:!(0,4)),(i:8466,v:!(1,2,4)),(i:8400,v:!(0,20)),(i:8302,v:!(1)),(i:8278,v:!(1,2))),view:list),sc:1) Wenn man Gutes will, muß man dort gucken, wo die Leute Ahnung haben, z.B. Analog Devices ADUC824 und ADUC845 bieten 24 bit, sind aber SMD, MSC1210 auch.
Anfänger schrieb: > 32-Bit nur in SMD, schade dann fällt das im Kern raus, SMD ist nicht das > was ich im Basteleck gerne benutzen will. Was immer alle gegen SMD haben. Könnt ihr euch von dem dämlichen Löcherbohren nicht trennen?
Und den einzigen uC mit einem 16-bit Sigma Delta ADC im bastlerfreundlichem DIP Gehäuse hat TI im Programm.
Bastelstubenältester schrieb: > Und den einzigen uC mit einem 16-bit Sigma Delta ADC im > bastlerfreundlichem DIP Gehäuse hat TI im Programm. Und den kann man sogar direkt aufs Launchpad stecken, vielleicht wäre das ja was für unseren suchenden. Wer AVRs programmieren kann wird auch an den MSP430 nicht scheitern sondern sich eher freuen :)
Ich sags mal so, 10bit ist ein pragmatischer Ansatz. In deiner Bastelecke hast du wahrscheinlich auch keine 0.1%-Widerstände, die Spannungsversorgung (und wahrscheinlich deine Referenz) erledigt meist ein 5% Linearregler. Warum also mehr als 10bit für den Hobbybereich? Wenn du kurzzeitig höhere Auflösung willst, kannst du dein Signal etwas verrauschen und oversamplen. Dann sind auch 12 Bit drin. Allerdings immer mit der Hintergedanken, dass das im Endeffekt geratene 2 zusätzliche Bits sind.
> 32-Bit nur in SMD, schade dann fällt das im Kern raus, SMD ist nicht das > was ich im Basteleck gerne benutzen will. Es gibt hier auch Adapterplättchen von TQPF auf DIP bzw. 2.54 RM ... Damit gehts dann ganz normal auf Lochraster weiter.
Hihaho schrieb: > Damit gehts dann ganz normal auf Lochraster weiter. Dann braucht man auch keinen hochauflösenden ADC mehr. ;-)
Jörg Wunsch schrieb: > Hihaho schrieb: >> Damit gehts dann ganz normal auf Lochraster weiter. > > Dann braucht man auch keinen hochauflösenden ADC mehr. ;-) Ja klar, hab mich eher auf die 32-bitter im TQPF bezogen. Hochauflösender ADC und 5% Teile aus dem Bastelladen passen sowieso nicht zusammen, denke das war schon erwähnt ... Bin aber eh eher digital, Spannung ein/aus uns so, nix ADC ... ;-)
Hihaho schrieb: > Hochauflösender ADC und 5% Teile aus dem Bastelladen passen sowieso > nicht zusammen Da kann wieder eine Auflösung und Genauigkeit nicht auseinander halten ;-)
Hihaho schrieb: > Bin aber eh eher digital, Spannung ein/aus uns so, nix ADC ... ;-) Klaro, das ist der 1-Bit-ADC! Dieter
Anfänger schrieb: > relative Genauigkeit, niederfrequente Messung Wie niederfrequent? Im Sekundentakt kann man aus jedem AVR-ADC 16 Bits rausholen, wenn man zusieht, dass Referenz oder Messwert passend rauschen, und man genügend Messwerte mittelt. http://en.wikipedia.org/wiki/Oversampling#Resolution
ansel schrieb: > Im Sekundentakt kann man aus jedem AVR-ADC 16 Bits rausholen Dann guck dir mal an, was passiert, wenn die differentielle Nichtlinearität des Wandler zu seiner Auflösung passt. Dann kannst du die zusätzlich geschnitzten Bits ganz gepflegt in der Pfeife rauchen ;-)
Michael A. schrieb: > Dann guck dir mal an, was passiert, wenn die differentielle > Nichtlinearität des Wandler zu seiner Auflösung passt. Hrm, ist das denn ein Problem, wenn das Rauschen ein oder zwei Bit lauter ist, als das DNL des AVR? die µV-Messwerte, die ich bei 2.56V-Referenz und Mittelung von 2^18 Werten bekomme, ändern sich jedenfalls ziemlich unverdächtig monoton und linear.
Anfänger schrieb: > Es geht nicht um höchste absolute ADC-Genauigket, auch nicht um > zuverlässige Langzeitstabilität, es geht nur um verfügbare > Kurzzeitzuverlässigkeit (relative Genauigkeit, niederfrequente Messung), > was ich etwa mit best verfügbarer ADC-Auflösung verbunden mit guter > Wiederholgenauigkeit im Zeitfenster weniger Minuten übersetzen würde. > Deswegen denke ich dass hier der vereinfachte Ansatz, "doppelte > Auflösung = doppelt gut", im Kern herhalten wird. Wenn du mit "niederfrequenter Messung" meinst, daß dir die Dauer einer Messung scheißegal ist und auch das zu messende Signal beliebig lange verfügbar ist, dann kannst du natürlich die 10 Bit Auflösung der eingebauten ADCs problemlos erhöhen. Du addierst einfach mehrere Meßwerte. Nun ergibt zwar schon die Addition zweier 10Bit-Werte einen 11-Bit Wert, aber leider ist das letzte Bit nicht voll gültig. Bestenfalls, wenn du vier Werte addierst und das Ergebnis durch zwei teilst, hast du effektiv tatsächlich etwa 11 Bit Auflösung. Für effektiv etwa zwölf Bit mußt du schon mindestens 16 Werte addieren und entsprechend durch vier teilen usw. Das nennt sich "angewandte Statistik". Die Idee dahinter ist, daß der gesuchte Wert über den Zeitraum der Messungen hinweg konstant ist (nur dann funktioniert die Sache überhaupt), der Meßfehler (insbesondere das unvermeidbare Quantisierungsrauschen) hingegen nach gewissen Gesetzmäßigkeiten zufällig verteilt ist. Die o.g. Rechenoperationen zielen nun darauf ab, die durch die tatsächliche Meßgröße erfolgte Beeinflussung dieser Zufallsverteilung als zusätzliche Auflösung für die Meßeinrichtung nutzbar zu machen. Das "bestenfalls" von oben bezieht sich auf das SNR. D.h.: Wenn deine Einzelergebnisse von vornherein schon um mehr als das letzte Digit wackeln, brauchst du mit dem Verfahren erst garnicht anfangen, bzw. du mußt entsprechend mehr Werte aufaddieren, um überhaupt erstmal tatsächlich auf die bereits dargestellte Genauigkeit zu kommen.
Thomas schrieb: > Hihaho schrieb: >> Hochauflösender ADC und 5% Teile aus dem Bastelladen passen sowieso >> nicht zusammen > > Da kann wieder eine Auflösung und Genauigkeit nicht auseinander halten > ;-) Sag ich doch ... ^^
Anfänger schrieb: > Ich ahne schon leicht vor, die Antwort könnte lauten, es gibt nur 10-Bit > ADCs im 8-Bit Controllerfeld, das wäre echt schade. Dann gehst Du eben zu einem anderen Hersteller. Z.B. TI. MSP430F2013: 4 ADC Channels 16 Bit ∑∆, 14 PIN PDIP. fchk
ansel schrieb: > Hrm, ist das denn ein Problem, wenn das Rauschen ein oder zwei Bit > lauter ist, als das DNL des AVR? die µV-Messwerte, die ich bei > 2.56V-Referenz und Mittelung von 2^18 Werten bekomme, ändern sich > jedenfalls ziemlich unverdächtig monoton und linear. Die DNL ist nichts anderes, als ein Maß für den lokalen Steigungsfehler der Kennlinie. Bei der Mittelung werden die unterschiedlich breiten Stufen zu unterschiedlichen Steigungen zwischen den Stufen. Bei ein Bit gleichverteiltem Rauschen sollte der Effekt deutlich zu sehen sein. Bei lauterem Rauschen verschwindet er wahrscheinlich in dem Maß, wie die DNL, gemittelt über die dabei erfaßten Stufen, gegen 0 geht. c-hater schrieb: > Das nennt sich "angewandte Statistik". Langer Rede kurzer Sinn: Die Standardabweichung sinkt (etwa) mit der Wurzel aus der Anzahl der Stichproben.
c-hater schrieb: > der Meßfehler (insbesondere das unvermeidbare Quantisierungsrauschen) > hingegen nach gewissen Gesetzmäßigkeiten zufällig verteilt ist. Wenn bei rauschfreiem Signal irgendetwas nicht zufällig verteilt ist, dann ist es das Quantisierungsrauschen, denn damit wird das Rauschen (Abweichung zwischen Analogsignal und Digitalsignal) bezeichnet, das sich durch die Stufigkeit der Wandlerkennlinie ergibt. Deterministischer geht es nicht. Als Rauschen tritt es in Erscheinung, wenn man z.B. ein analoges Sinussignale digitalisiert. Die digitalisierten Samples vom Signal weichen wegen der Stufigkeit der Wandlerkennlinie natürlich vom Wert des Analogsignals ab. Diese Abweichungen sorgen im Spektrum für den als Quantisierungsrauschen bezeichneten Beitrag.
Michael A. schrieb: > Wenn bei rauschfreiem Signal irgendetwas nicht zufällig verteilt ist, > dann ist es das Quantisierungsrauschen Eben. Genau diese Redundanz ist es, die man nutzbar machen kann, um ein Meßergebnis mit einer höheren Auflösung zu bekommen. Und zwar genau so, wie ich es beschrieben habe. Und das Lustige daran ist: das funktioniert nur deshalb, weil eben immer auch Entropie, also echtes Rauschen im Spiel ist. Denn wie du richtig erkannt hast, kann sich das Quantisierungsrauschen nur manifestieren, wenn es ein zu quantisierendes Signal gibt. Genau das liefert eben das Rauschen. Und genau die Differenz zwischen Erwartungswert der Rauschverteilung und der tatsächlich festgestellen stellt die gesuchte Information dar.
Anfänger schrieb: > Es geht nicht um höchste absolute ADC-Genauigket, auch nicht um > zuverlässige Langzeitstabilität, es geht nur um verfügbare > Kurzzeitzuverlässigkeit (relative Genauigkeit, niederfrequente Messung), > was ich etwa mit best verfügbarer ADC-Auflösung verbunden mit guter > Wiederholgenauigkeit im Zeitfenster weniger Minuten übersetzen würde. > Deswegen denke ich dass hier der vereinfachte Ansatz, "doppelte > Auflösung = doppelt gut", im Kern herhalten wird. Das Problem mit >12 bis 14 Bit ist, dass es da immer schwieriger wird den Spaß auch vernünftig zu betreiben. Klar kann man eine 24bit ADC verbauen. Aber ohne superbe Layoutkenntnisse kann man getrost die letzten 10 LSB wegwerfen. Bei 16bit sauber (!) gelayoutet ist 4 Lagen absolute Pflicht. Wer solche Layouts machen kann, der hat auch kein Problem mit SMD. Ein weiterer Grund ist die Induktivität der Pins die bei SMD nunmal geringer ist. Ist zwar nicht in jeder Anwendung kritisch aber schon aus diesem Grunde verbaut man sehr gerne SMD. Auf Lochraster oder schlechten selbstgeätzten Platinen geht sowas eben garnicht.
Hallo, danke, super was ihr alles zusammengetragen habt. Nun weiß ich wie ich selbst bei Atmel nachschlagen kann, TI ein Teil im Dip-Gehäuse mit 16-Bit ADC hat, es "SMD-Adapterplättchen von TQPF auf DIP bzw. 2.54 RM ..." gibt, das sollte die Xmega-Reihe mit 12-Bit ADC verfügbar machen, diverse Möglichkeiten existieren zusätzliche Bits herauszukitzeln, und vieles Andere mehr. Da das Problem spezieller gelagert ist, sollte eine weitere noch wirkungsvollere Möglichkeit zur Verfügumg stehen, die mit geringem externen Aufwand die 10-Bit Auflösung auf 12-13 Bit erhöht (ohne ernste Abstriche am Ergebnis) Überwacht werden soll zB ein Bereich zwischen 3V und 3,3V. Dazu wird der tote-Bereich gegen eine geeignete Spannungsreferenz (zB tl431?) ausgekoppelt, das Differenzsignal Atmel-intern geeignet verstärkt, möglichst auf den verfügbaren Messbereich passend, (ich meine dazu wäre was eingebaut) und dieses angepasste Signal wird dem ADC zugeführt. Selbst wenn die Verstärkung mit einem Schwankungsfehler von 10% arbeiten würde wäre das kein Problem, die sichere Auflösung wäre dennoch um etwa 3-Bit (verglichen gegen den ADC am Vollbereich) erhöht. Wegen der extrem niederfrequenten Messung sehe ich als Problem allenfalls ein mögliches Potentialzuführungsproblem beim Messignal, das über galvanische Trennung oder einen hin und herschaltbaren Lademesskondensator zu lösen sein sollte, sodass extern neben Referenz und Kondensator nichts weiter anfallen würde. Beim Einsatz eines X-Mega wären so problemlos zuverlässige 14-Bit drin. Hab ich was übersehen, gibts massive Argumente dagegen? Nochmals ausdrücklichen Dank an alle Mitwirkenden! (warum ich externe Bauteile und viele Pins scheue, der Aufwand steigt mit dem Quadrat der aktiven verbauten Pins ...)
Michael schrieb: > Das Problem mit >12 bis 14 Bit ist, dass es da immer schwieriger wird > den Spaß auch vernünftig zu betreiben. Klar kann man eine 24bit ADC > verbauen. Aber ohne superbe Layoutkenntnisse kann man getrost die > letzten 10 LSB wegwerfen. Bei 16bit sauber (!) gelayoutet ist 4 Lagen > absolute Pflicht. Kommt drauf an was das für ein Wandler ist (Stromaufnahme, Abtastrate, welche Eingangs/Ausgangssignale usw. usf.), die üblichen "langsamen" 24-Bit ADCs (selbst extrem hochauflösende) kommen mit 2-Lagen sehr gut aus. Typische Eval-Boards... CS5534 http://cirrus.com/en/pubs/rdDatasheet/CDB5534U_DB6.pdf ADS1255 http://www.ti.com/lit/ug/sbau090c/sbau090c.pdf "Spannend" wird es erst wenn die voraussichtliche Einsatzumgebung richtig "verseucht" ist.
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