ADC - Differential im Single Input Mode - nur halber Werte-Bereich?

Addi Gast 14.05.2014 15:45 #3655582

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Ich verwende einen differential ADC, welcher aktuell aber nur im
Single Input Mode betrieben wird. Ich glaube, richtiger heisst
es Pseudo-Differential.

Am ADC hängt ein Poti (eine Seite GND, andere Seite 5V, Mittelabgriff
mehr oder weniger zu ADC Vin+, ADC Vin- geht auf GND, VRef=5V).

Für 0V bekomme ich einen Wert ~0.
Für 5V bekomme ich einen Wert MAX/2. (Siehe später!)
(Nur als Referenz: für -5V = -VRef sollte ich einen Wert -MAX erhalten,
aber ich verwende ja nur den positiven Bereich).

Kann sich jemand vorstellen,
warum die Werte nur bis MAX/2 statt MAX gehen, wenn Vin+ = VRef ist?

Würde bei einem echten Differential Input der Vin+ nach oben gehen,
während der Vin- nach unten geht?
Nachdem ich Vin- aber fest auf GND habe, sehe ich nur die Hälfte.
Ist dies die Erklärung oder könnte es von etwas anderem kommen?

Ich habe bei meiner Suche nach dem Problem einen LTC6350 gesehen,
(siehe auch hier: http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/6350fc.pdf )
der Single Input in Differential Input wandelt.
Warum verwendet man so einen Konverter
statt der Pseudo-Differential-Variante?
Nur damit man 1 Bit mehr bekommt?

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Uwe Bonnes Gast 14.05.2014 15:57 #3655614

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Ein fehlendes Bit macht 6 db SNR. Und dazu sind die Verzerrungen und 
ähnliches im differential Betrieb auch noch geringer.

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Dennis Gast 14.05.2014 16:07 #3655629

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Oha, viele Fragen auf einmal :-)

Fangen wir mal an:

Addi schrieb:
> Ich verwende einen differential ADC, welcher aktuell aber nur im
> Single Input Mode betrieben wird. Ich glaube, richtiger heisst
> es Pseudo-Differential.

Hier wäre es hilfreich wenn du preisgeben würdest um welchen ADC es sich 
genau handelt.

Ein echter differentieller Eingang wertet nur die Differenz der beiden 
Eingangssignale aus. Kleines Beispiel (V_ocm auf 2V5):

Vin+ = 3V
Vin- = 2V

Differenz = 1V

Was genau pseudo-differential bei deinem ADC bedeutet, das steht im 
Datenblatt des betreffenden Bausteins. Meist ist es ein Bezug zur GND.

Addi schrieb:
> m ADC hängt ein Poti (eine Seite GND, andere Seite 5V, Mittelabgriff
> mehr oder weniger zu ADC Vin+, ADC Vin- geht auf GND, VRef=5V)

Vorschlag: benutze den normalen differential mode, hänge an VIN- 2V5 
(z.B. so: 5V --10k---VIN---10k--GND) und an VIN+ hängst du wie bisher 
auch dein Poti. Damit hast du den vollen Messbereich.

Addi schrieb:
> Kann sich jemand vorstellen,
> warum die Werte nur bis MAX/2 statt MAX gehen, wenn Vin+ = VRef ist?
>
> Würde bei einem echten Differential Input der Vin+ nach oben gehen,
> während der Vin- nach unten geht?
> Nachdem ich Vin- aber fest auf GND habe, sehe ich nur die Hälfte.
> Ist dies die Erklärung oder könnte es von etwas anderem kommen?

Schau dir mal den Datenblatt von einem FDA an, z.B. von dem THS4130. Da 
ist es ab Seite 17 relativ gut erklärt:

http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?genericPartNumber=ths4130&fileType=pdf

Addi schrieb:
> Warum verwendet man so einen Konverter
> statt der Pseudo-Differential-Variante?
> Nur damit man 1 Bit mehr bekommt?

Wie es Uwe schon schreibt: 6dB SNR.

Dazu noch wesentlich sauberere Signale, da ein kräftiger 
Gleichtaktunterdrückung manchmal wahre Wunder wirkt :-)