Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Suche syncronen Analog Digital Wander


von Bernd (Gast)


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Hallo,

ich suche für ein Projekt einen "syncronen" AD Wandler

unter syncron verstehe ich das alle Analogeingänge gleichzeitig messen, 
sich also keine oder EXTREM kleine zeitliche differenzen zwischen den 
Messungen der Eingänge befinden darf

3 Analogeingänge wären das minimum was ich bräuchte, 6 oder 8 sind auch 
ok

er sollte eine externe Referenz nutzen können oder eine sehr präzise 
interne auch als Ausgang bieten (idealerweise einer 2er Potenz 
entsprechend z.b. 4.096V)

Auflösung 10bit, lieber 12bit oder eventuell 14 bit

das ich eine entsprechend präzise Referenz brauche ist mir klar :)

das Triggerevent sollte am besten durch einen seperaten Input Pin 
erfolgen

dannach würde ich die Daten gerne über i2c/spi oder ähnliches auslesen, 
wenn es sein muss auch paralell ...^^

ich hoffe das meine Bedingungen nicht zu speziell sind, muss aber selber 
gestehen das ich bisher keinen passenden gefunden habe...

Hintergrund:
ich will einen Sensor auslesen der die Wellenlänge von Licht als analoge 
Spannungen (X-Y-Z Farbraum entsprechend) ausgibt
https://www.distrelec.de/farbsensor/mazet/mtcs-tiam2/643277

da aber licht ein sehr schnelllebiges System ist können kleinste 
differenzen zwischen den messungen die Sache sehr schwanken lassen

achja und Preis des AD Wandlers ... schaut euch den Preis des Sensors 
an, etwa die größenordnung, günstiger darf es auch sein (15€ wer den 
link nicht anfassen mag)

von Patrick C. (pcrom)


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Was meinst du mit EXTREM kleine zeitliche differenzen ?
1 sec, 10msec, 10psec ?

Welche samplerate ?

Ueberlege dich auch vielleicht ein sample-and-hold circuit dabei zu 
benutzen
Hast du schon einen uP ausgesucht und warum sind die eingebaute ADC 
kanaelen nicht benutzbar ?

Patrick

von Bernd (Gast)


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bisher habe ich es mit einem atmega 128 umgesetzt, bis dieser eine 
messung von dem x wert ferig hat und die nächste startet hat sich der 
pegel des y wertes schon leicht geändert und man kann keine exakte 
messung mehr durchführen

näherungsweise kann man noch sagen, das war blau, das war grün, dabei 
ich habe die minimalste messzeit eingestellt (längste für mehr präzision 
bringt nichts)

wichtig bei dem xyz farbraum die verhältnisse der werte zueinander, 
daher müssen diese möglichst gleichzeitig gemessen werden

der atmega kann halt nur die einzelnen adwandler nacheinander benutzen

selbst wenn die lichtquelle permanent auf den sensor schweint schwankt 
der wert, da licht selber eine welle ist und schwingt ...

von daher schätze ich das pSec bereich schon angemessen wären

von Udo S. (urschmitt)


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Bernd schrieb:
> selbst wenn die lichtquelle permanent auf den sensor schweint schwankt
> der wert, da licht selber eine welle ist und schwingt ...

ROFL
und dein Sensor löst die Schwingung auf? Licht hat eine Wellenlänge 
zwischen 400 und 700nm, das bedeutet dein Sensor müsste etwa 400 bis 800 
TeraHertz auflösen!

Dann nimm halt mehrere externe A/D Wandler oder mehrere Sample/Hold 
Glieder die man über einen Eingang aktivieren kann.
Wenn sich die Werte so schnell ändern ist die Wahrscheinlichkeit sowiso 
groß daß du Mist misst, denn eigentlich sollte die maximale 
Änderungsfrequenz des Signals deutlich unter der Abtastrate liegen, 
sonst kriegst du Aliasing.
Siehe dazu 
http://de.wikipedia.org/wiki/Antialiasing_%28Signalverarbeitung%29

von Udo S. (urschmitt)


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Bernd schrieb:
> von daher schätze ich das pSec bereich schon angemessen wären

Träumer, erzähle besser mal was dein Projekt eigentlich machen soll. 
Dann kann man dir vieleicht besser helfen.

von Andreas D. (rackandboneman)


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Hehe das hätte ich gerne in andersherum, so könnte man LEDs doch 
wunderbar farbmodulieren :)

von Uwe (Gast)


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Such doch mal nach:
ad wandler 4 kanäle simultaneous sampling

dann bekommst du sowas:
http://www.analog.com/en/analog-to-digital-converters/ad-converters/ad7606/products/product.html

von Hans-Georg L. (h-g-l)


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von Jan B. (berge)


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Wenn du nur drei Kanäle brauchst, kannst du einen STM32F4 
Mikrocontroller verwenden. Der hat drei Wandler (mit jeweils X Kanälen) 
mit 12 Bit und 2,4 MSPS.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Du könntest Dich mal darüber informieren, was eine sample-and-hold 
-Stufe macht, und dann überlegen, warum die in mehrkanaligen ADCs zu 
finden ist.


http://de.wikipedia.org/wiki/Sample-and-Hold-Schaltung

"Synchron" schreibt sich übrigens mit "ch".

von Achim S. (Gast)


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Bernd schrieb:
> da aber licht ein sehr schnelllebiges System ist können kleinste
> differenzen zwischen den messungen die Sache sehr schwanken lassen

was ist denn die Lichtquelle, deren Farbe du messen willst? Nicht 
zufällig eine RGB-LED, bei der die einzelnen Kanäle mit PWM angesteuert 
werden? In dem Fall könnte ich nämlich verstehen, wieso dein Farbwert 
stark vom genauen Messzeitpunkt abhängt. Die meisten "normalen" 
Lichtquellen ändern ihre Farbe nicht im µs-Takt.

Wenn es sich tatsächlich um die PWM-betriebene LED handeln sollte: in 
diesem Fall wäre nicht simultane Abtastung wichtig, sondern hinreichend 
schnelle Abtastung und korrekte Mittelwertbildung, damit die gemessene 
Farbe dem entspricht, was das Auge als Farbe wahrnimmt.

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Achim S. schrieb:
> Wenn es sich tatsächlich um die PWM-betriebene LED handeln sollte: in
> diesem Fall wäre nicht simultane Abtastung wichtig, sondern hinreichend
> schnelle Abtastung und korrekte Mittelwertbildung, damit die gemessene
> Farbe dem entspricht, was das Auge als Farbe wahrnimmt.

Oder hinreichend langsame Abtastung (fs ~100 Hz) mit einem Tiefpass 
davor (fg ~ 25 Hz). Dann sieht der Wandler, was das Auge sieht...

von Frank K. (fchk)


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Bernd schrieb:

> unter syncron verstehe ich das alle Analogeingänge gleichzeitig messen,
> sich also keine oder EXTREM kleine zeitliche differenzen zwischen den
> Messungen der Eingänge befinden darf
>
> 3 Analogeingänge wären das minimum was ich bräuchte, 6 oder 8 sind auch
> ok
>
> er sollte eine externe Referenz nutzen können oder eine sehr präzise
> interne auch als Ausgang bieten (idealerweise einer 2er Potenz
> entsprechend z.b. 4.096V)
>
> Auflösung 10bit, lieber 12bit oder eventuell 14 bit

Hier ist gleich der passende Prozessor dabei:

3 ADCs (24 Bit SAR): http://www.ti.com/product/msp430f6736
6 ADCs (24 Bit SAR): http://www.ti.com/product/msp430f67691

fchk

von Georg (Gast)


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Bernd schrieb:
> EXTREM kleine zeitliche differenzen

ist noch immer ungeklärt. S&H-Schaltungen kann man mit einem gemeinsamen 
Signal ansteuern, sogar im ps-Bereich, siehe Sampling Scopes, 3 
getrennte Wandler kann man dagegen nicht wirklich gleichzeitig per 
Software starten, mal abgesehen von der Tatsache, dass die Unterschiede 
grösser sind als bei einem gemeinsamen Wandler.

Georg

von Wolfgang (Gast)


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Bernd schrieb:
> von daher schätze ich das pSec bereich schon angemessen wären

Und, bist du bereit das zu bezahlen. Alleine die Vorverstärker mit der 
dafür erforderlichen Bandbreite überfordern dein Budget. Hast du dir 
schon mal überlegt, wie du das triggern willst und wie klein dein 
Abtast-Jitter sein muss. Du solltest deine Vorstellungen noch mal 
überdenken und dir vor allen Dingen überlegen, was du überhaupt genau 
messen möchtest und woher die Schwankungen kommen - bestimmt nicht von 
der Wellennatur des Lichtes.

von S. R. (svenska)


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Wie wäre es mit vier AVRs, die gleichzeitig (per Pin) getriggert werden 
und dann nacheinander z.B. per SPI die Daten rausgeben? Das reduziert 
zwar die Abtastrate, aber damit sollte sich der Jitter auf einen 
Taktzyklus reduzieren lassen. Genauer als den einen Taktzyklus kriegst 
du sowieso mit AVRs nicht hin.

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