Ich bin wieder mal mitten in einem Projekt. Leider habe ich diesmal zu wenig ADC-Ports an meinem C-Control Pro Mega 32. Durch Recherchen im Internet fand ich die Lösung einen Analogmultiplexer zu nehmen. Da ich jedoch noch sehr wenig über Analogmultiplexer weiss, würde ich hier gerne hier einige Fragen stellen, bevor ich den CMOS-IC bei Conrad unter http://www.conrad.ch/ce/de/product/172901/CMOS-IC-Texas-Instruments-CD4051BE-Gehaeuseart-DIP-16-Ausfuehrung-Analog-MultiplexerDemultiplexer?ref=searchDetail kaufe. Daten: Reale ADC Eingänge: 8 Benötigte ADC Eingänge: 32 Minimal benötigte Umschaltgeschwindigkeit: 15ms Zu verwenden geplante Analogmultiplexer: 2 Geplante Eingangsspannung vor Analogmultiplexer: 100mV - 1V 1. Wie lange benötigt ein Analogmultiplexer ungefähr um von einem zum Anderen Eingang umschalten? 2. Ist es möglich durch ein Analogmultiplexer Ströme von nur 200mV durchzulassen ohne dass alles verloren geht oder anders gesagt: Wie gross ist der Spannungsverlust in einem Analogmultiplexer? 3. Was geschieht in einem Analogmultiplexer? 4. Ist es in meinem Fall sinnvoller eine ADC Erweiterung über I2C zu machen?
Nico B. schrieb: > bevor ich den CMOS-IC bei Conrad unter > http://www.conrad.ch/ce/de/product/172901/CMOS-IC-Texas-Instruments-CD4051BE-Gehaeuseart-DIP-16-Ausfuehrung-Analog-MultiplexerDemultiplexer?ref=searchDetail > kaufe. Klick doch einfach noch etwas weiter auf "Datenblatt".
Das habe ich schon gesehen und auch mehrmals überflogen. Jedoch verstehe ich es nicht so gut, da ich erst seit etwa 1. Jahr als Hobby mich mit Elektronik befasse. Konntest du mir bitte sagen, wo ich genau die in Frage 1 und 2 gefragten Daten finden kann?
Der Multiplexer ist im Allgemeinen schneller als der ADC, d.h. du mußt warten, bis der S&H Kondensator des ADC auf die neue Spannung umgeladen ist. Du kannst auch sehr kleine Spannungen Multiplexen, der Widerstand des Multiplexers liegt im Ohm-Bereich, sollte also keinen Spannungsverlust verursachen. Steht aber alles im Datenblatt.
Vielen Dank! Noch als letzte Frage: Was verstehst du unter > d.h. du mußt warten, bis der S&H Kondensator des ADC auf die neue Spannung > umgeladen ist? Um welche Zeiteinheiten handelt es sich dabei? Reichen nun 15ms um umzuschalten?
Nico B. schrieb: > Um welche Zeiteinheiten handelt es sich dabei? Reichen nun 15ms um > umzuschalten? Der Multiplexer selbst braucht bei 5V Versorgung max 720ns laut Datenblatt. Bei mehr als 5V Versorgung brauchst Du Pegelwandler für die Multiplexer-Eingänge. Den Multiplexer kannst Du Dir vereinfacht als Schalter vorstellen mit einem in Reihe geschalteten 500-1000 Ohm Widerstand und einem 50pF Kondensator am gemeinsamen Ausgang. Die 1000 Ohm/50pF bewirken eine zusätzliche Zeitkonstante 50ns um den Eingangs-Kondensator des ADCs aufzuladen. Das spielt in der Regel keine Rolle wenn die Impedanz der Signalquelle < 5-10kOhm ist. Bei sehr schnellem hin und herschalten zwischen 2 Eingängen wird über den 50pF Kondensator Ladung von einem Eingang zum anderen "verschleppt". Wenn dort ein übliches "anti aliasing" Filter (RC-Tiefpass) hängt wird diese Ladung auf den anderen Kanal transferiert (sieht aus wie Übersprechen). Nach dem Umschalten sollte dem R/C-Tiefpass genügend Zeit gelassen werden um wieder Einzuschwingen. Dieser Effekt ist allerdings bei 15ms ebenfalls zu vernachlässigen. Bei 100 kHz Umschaltfrequenz habe ich schon ca 200mV Signalverfälschung gemessen. Gruß Anja
Multiplexer gibt es in vielen Geschwindigkeiten - meist eine Frage des Geldes. Wenn Dir die Umschaltzeit Probleme bereitet: Schau Dir mal den CD4053B an. Damit schaltest Du 3 A/D-Wandlereingänge gleichzeitig um. Der ist zwar nicht schneller, aber die Wartezeit fällt nur einmal pro 3-fach Messung an. Bestimmt gibt es auch noch Multiplexer mit einer besseren "Geometrie". Früher haben wir, wenn's schnell und genau sein sollte, welche von Burr-Brown (TI) oder Anlog verwendet. Erste hatten auch 2 auf 4 Umschalter - digital Adressiert.
Herzlichen Dank an alle die, die mir geholfen haben. Es sind nun alle meine Fragen beantwortet und da ich weiss, dass ein Analogmultiplexer längstens in 15ms (und sogar noch viel schneller) umschalten kann und auch keinen merklichen Spannungsverluste der zu Messenden Spannung zu Folge hat. Jetzt steht mir jetzt nichts mehr im Weg Analogmultiplexer in meinem Projekt zu verwenden. Auch habe ich jetzt so in etwa verstanden wie ein Analogmultiplexer überhaupt funktioniert. Und zum Schluss habe ich natürlich auch selbst nochmals das Datenblatt angeschaut und über die Suchfunktion mit "720" (Wert von Anja) )den gefragten Wert auch noch selbst gefunden. Es ist auf Seite 6 unter "Propagation Delay Time" zu finden.
Mit 2 der Multiplexer wird man noch keine 32 Eingänge bekommen. Dafür wird man eher 4 brauchen. Falls es unbedingt nur 2 MUX sein sollen, gibt es auch 16:1 Ausführungen (z.B. 4067) - allerdings größer und teurer. Vor allem wenn die Spannung niedrig ist (Steuersignal 3-5 V) lohnt es sich ggf. statt dem CD4051 den 74HC4051 als Multiplexer zu nehmen. Da sind die Widerstände noch etwas kleiner (ist pinkompatibel und lässt sich entsprechend leicht austauschen). Aufpassen muss man noch, dass die Spannung die der MUX schalten kann nicht höher als die positive Versorgungsspannung bzw. niedriger als die negative ist.
Separat von wie die analoge multiplexer arbeiten, sollst du auch deine option 4 (ADC via I2C oder SPI bus) ueberlegen. (zB pcf8591 ist einfach in through-hole gehause zu bekommen) PS : Dein ATMEGA32 hat auch nur 1 ADC und die 8 kanaele werden mittels internen MUX geschaltet.
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