Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kompatibilität der Bauteile für Messkette prüfen?


von Claude J. (berus)


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Hallo Freunde des Helfens,

Ich möchte eine Messkette zum Messen des Schalldruckpegels vollständig 
zusammenbauen. Ich habe vor mir folgende Bauteile ausgesucht, die ich 
bei gegebener und günstiger Kompatibiliät bestellen möchte. Bitte last 
euch nicht von der Länge des Beitrags abschrecken. Der Löwenanteil sind 
nur technische Daten zu den Bauteilen.

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Mikrofonkapsel (Elektretmikrofon):

Empfindlichkeit: -65 dB <=> 0,56 mV/Pa
Frequenzbereich:  50 Hz - 15 kHz
Spannungsvers.:   2 - 10 V DC
Impedanz:         2 kOhm
Richtercharakter: Kugel
Montage:          Lötpads
Abmaße:           5 mm * 2,7 mm
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SMD- Mikrofonverstärker:

Verstärkung:      43,5 ( ca. 150 fach)
Frequenzbereich:  180 Hz - 15 kHz
Spannungsvers.:   2.5 - 5.5 V
Stromaufnahme:    1 mA
Eingang:          Mikrofon 2 oder 3 polig
Ausgang:          Line out
Sonstiges:        ALC/Rauschsperre Noise Gate
Abmessung:        11 * 31 mm
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RS232-ADC:

-C8051F350/C8051F352 microcontroller at 3 - 49 MHz
-RS232 Interface
-8 analoge 16 bit-Inputs
-8 digitale IOs (5V Toleranz)
-supply voltage range: 4.5 - 15 V (absolut max 20 V)
-provides 3.3 V power supply for sensors
-seperated analog ground
-temperatur range: -40 - 85 Grad Celsius
-recalibration possible
-acces via C-

Außerdem aus dem Datenblatt des ADC:

"As described earlier, the device is powered via VIN at a maximum of 
15V. The device's internal voltage regulator provides 3.3V at VCC to 
power external sensors. According to this, VCC should never be used to 
power RS232- ADC16/24. Furthermore the range of the analog input (0 – 
2.5V) has to be taken in account."
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Außerdem noch einen Impedanzwandler und einen analogen Tiefpass.
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Ich bin jetzt soweit, dass ich diese Geräte auf Kompatibilität prüfe. 
Ich bin aber noch grün hinter den Ohren, was so eine Messkette angeht. 
Ich traue mich nicht, dass ganze zu bestellen ohne euch um Tipps und 
Hilfe zu fragen. Es macht mir Spaß und deshalb möchte möglichst viel 
dabei lernen.

Welche Faktoren muss man überhaupt bei der Kompatibilitätsprüfung 
berücksichtigen?
Ich will mehr recherchieren. Ich stehe allerdings auf dem Schlauch. Ich 
weiß nicht genau wonach ich suchen soll bzw. fehlen mir einfach die 
richtigen Schlagwörter.
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Ich fange mal an, was ich mir bis hierher überlegt habe.

Die Mikrofonkapsel erzeugt 0,56 mV/Pa bzw. 0,56 mV/94 dB. Wenn es durch 
Verstärker um das 150 fache verstärkt wird, dann ergibt es ein Signal 
von 84 mV (150*0,56 mV). Das bedeutet, dass ich der AD-Wandler mit 85 mV 
beliefert wird.

1)
Erster fragwürdige Punkt: Welche Spannungswert nehme ich zum Berechnen 
des LSB? LSB=(x/2 hoch 16). x ist hier doch der Messbereich des 
AD-Wandlers oder nicht?

Was ist hier x? Ist x  2.5 V, 3.3 V oder 15 V? Ich neige zu 2.5 V (Siehe 
Auszug aus ADW-Datenblatt:"Furthermore the range of the analog input (0 
– 2.5V) has to be taken in account"). Sicher bin ich mir aber nicht.

2)"The device's internal voltage regulator provides 3.3V at VCC to power 
external sensors" siehe wieder Auszug ADW-DB.

a)Bedeutet das etwa, dass mir der AD-Wandler die nötige Energie liefert, 
damit ich meine Mikrofonkapsel (Versorgungsspannung: 2-10 V DC)in 
Betrieb halten kann?
b)Oder bedeutet es, dass ich nur höchsten weitere 6.7 V (10 V - 3.3 V) 
an die Mikrofonkapsel extern anschließen brauche, um sie in Betrieb zu 
nehmen?

3) Ich nehme mal optimistischer Weise an, dass x=2,5 V ist. (Falls das 
falsch ist, überspringt einfach diesen Absatz). Wenn es wirklich so ist, 
dann habe ich doch i einen enormen Genauigkeitsverlust, der nicht 
vertretbar ist. Stimmt das?

Ich bräuchte in dem Fall eine höhere Verstärkung? Sehe ich das richtig?

Das soll für das erste reichen. Könnt ihr mir außerdem eurer Meinung 
nach verständliche und nützliche Schlagwörter mitteilen, die mir helfen 
mein Verständnis weiter auszubauen.

Außerdem bin ich für Hinweise jeder Art oder auch konstruktive Kritik 
dankbar.


Vielen Dank im Voraus
Berus

von Kurt (Gast)


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Erst mal:
Das LSB (die Auflösung eines A/D-Wandlers) ist
die maximal linear verarbeitbare Eingangsspannung
geteilt durch 2^n, wobei n die Bit-Breite des ADC ist,
die üblicherweise mit "n-Bit-ADC" angegeben ist.

Meist (!) ist die intern benutzte Referenzspannung gleich
der "maximal linear verarbeitbaren Eingangsspannung".

Du hast dir zwar viel Mühe mit deiner Auflistung gegeben,
aber Internet-Links zu den Komponenten wären für deine
Helfer hilfreicher. ;-)

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