Hallo, ich muss Rampen fahren mit bis zu 10Hz. Diese sollen nur einen bestimmten Bereich (max 10Volt) haben. Der kleinste Maximalwert soll im Bereich von 10-50mV liegen. Macht es Sinn einen solchen Aufbau zu machen: DAC (0-3V) ( --> OPV als Impedanzwandler ) --> OPV Verstärker (0-10V) --> an ein Ende des Digitalpotis --> Mitte an Impedanzwander --> Ausgang Das andere Ende des Potis kommt an GND. So dass ich in der Software immer die gleiche Rampe fahre, aber einfach vorher per Digitalpoti die Maximalspannung wähle. Die Auflösung der Rampe soll 16bit sein. Es gibt zwar auch 24bit DAC (meist Audio, wenige € Preis), doch diese sind weitaus weniger linear als die teureren 16bit DACs (~ 17€). Macht ein solcher Aufbau Sinn?
Gerald G. schrieb: > So dass ich in der Software immer die gleiche Rampe fahre Das ist die falsche Denkweise. Ich halte lieber die Hardware so einfach wie möglich und mache ein wenig mehr Aufwand in der Software. Denn ein Softwareupdate ist immer einfacher als eine überarbeitete Hardware. Gerald G. schrieb: > Die Auflösung der Rampe soll 16bit sein Auch von 0...10mV? Hut ab, sehr, sehr sportlich. Da ist ein Schritt ja gerade mal 150nV...
Naja, ich kann das auch gerne etwas ausführen. Mit diesen Rampen wird ein Piezo ausgelenkt. Hier ist die Auslenkung in erster Näherung proportional zur spannung. Während der Bewegung sollen 1000 Messwerte gemessen werden. Daher sind schon mal 10 bit nötig. Es sollen außerdem noch ein paar bit zur Kalibrierung übrig sein, da die Bewegung am Rand größer ist. Also 4 bit sollten genügend Zwischenschritte ermöglichen. Nun soll allerdings noch die "Scangröße" von etwa 10 micrometern auf etwa 10-100 Nanometer (was eben geht) zu ermöglichen brauche ich eben weitere bit. Du sagst zwar, du würdest lieber die Hardware einfach halten, aber wie sagst du auch nicht. Wie gesagt, die 24bit DAC sind meist für Audio Anwendungen und nicht sonderlich gut. Die Präzisions-DAC sind da deutlich besser. Nur eben zu wenig Auflösung. Da kommt mir so ein Digipoti gerade recht. Kompliziert ist es deshalb noch nicht, allerdings wenigstens möglich.
Gerald G. schrieb: > So dass ich in der Software immer die gleiche Rampe fahre, aber einfach > vorher per Digitalpoti die Maximalspannung wähle. Ich sehe da einen Denkfehler: das Konzept funktioniert grundsätzlich mit verschiedenen Verstärkungen, z.B. auch mit einem in mehreren Stufen umschaltbaren Verstärker, aber mit diesem allein per Digitalpoti die Ausgangsspannung zu regeln würde voraussetzen, dass das Digitalpoti ebenfalls über 16bit-Genauigkeit verfügt. Man wird also parallel zur Einstellung einer geeigneten Verstärkung auch die Rampe ändern müssen. Georg
Ja, die Rampe soll auch in der Software geändert werden. Hier reicht prinzipiell ein Polynom 2. Grades. Ich würde vor der Rampe "kurz" die 1000 Werte berechnen, und dann diese abfahren. Das Poti wird nur zu Beginn gestellt, und fungiert als variabler (variabel bei verschiedenen Messungen, während der Messung ist er fix) Spannungsteiler. Das widerspricht meiner Angabe von oben aufgrund der kurzen Ausführung ( hielt ich beim erstellen des posts für ausreichend). Bei einer linearen Rampe wäre das ja egal. Aber dies wird softwareseitig gemacht. Ist wie gesagt nicht die einfachste Variante, aber softwaremäßig und hardwaremäßig hält sich alles in Grenzen. Eine andere (außer 24 bit audio DAC ) fällt mir so spontan nicht ein. Wollte nur fragen ob das so prinzipiell in Ordnung geht, oder jemand spontan etwas besseres weiß oder wie es "normalerweise" gemacht wird. Denke aber das dieses Problem nur wenig häufig auftaucht.
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Georg schrieb: > Ich sehe da einen Denkfehler: das Konzept funktioniert grundsätzlich mit > verschiedenen Verstärkungen, z.B. auch mit einem in mehreren Stufen > umschaltbaren Verstärker, aber mit diesem allein per Digitalpoti die > Ausgangsspannung zu regeln würde voraussetzen, dass das Digitalpoti > ebenfalls über 16bit-Genauigkeit verfügt. Ich kenne da jemanden, der hatte gegen Ende des letzten Jahrtausends die Idee, zwei billige 8 Bit Wandler als Ersatz für einen teuren 16 Bit Wandler zu kaskadieren. Ich durfte dann herausfinden, dass das nicht funktioniert und natürlich der LSB Wandler wegen der Nichtlinearitäten des MSB Wandlers für die Katz war... Ich könnte mir in deinem Fall am ehesten vorstellen, dass du da mit 2 Bereichen arbeitest und natürlich nicht dynamisch umschaltest. Eine andere Möglichkeit wäre, einen sehr schnellen DAC zu nehmen und eine Art PWM für Zwischenwerte einzuführen. Da muss dann allerdings der DAC wesentlich schneller sein als die Mechanik... Bei der Verwendung eines Digitalpoti musst du beachten, dass die "Widerstandsbahn" nicht einfach an beliebiges Potential angelegt werden darf. Die Spannungen dort dürfen sich meist nur zwischen GND und Vcc der Logikseite bewegen...
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PWM ist bei Piezo äußerst ungünstig, da die Resonanzfrequenz des piezo sehr hoch ist, und im Bereich der sinnvollen PWM Frequenzen liegt. Jegliche Schwingung ist bei Piezos zu vermeiden. Danke aber für den Hinweis mit den Potentialen, mit dem genauen Anschluss habe ich mich noch nicht befasst.
nur mal so eine idee: du machst mit deinem 16-bit DAC eine einheitliche rampe und schaltest nur die verstärkung des nachgeschaltenen OPVs in hausnummer 4 stufen (musst dafür ja beim OPV nur widerstände überbrücken)
Gerald G. schrieb: > Eine andere (außer 24 bit > audio DAC ) fällt mir so spontan nicht ein. Ist schon ok, aber folgendes ist zu beachten: wenn du z.B. die Verstärkung wegen eines geringfügig zu grossen Wertes auf die nächste Stufe schalten musst, kannst du den Bereich des DAC nur zum Teil ausnutzen. Konsequenz: schaltest du in 2er-Stufen um, verlierst du 1 bit an Auflösung, bei Vierer-Stufen 2 Bit, bei Stufen 1:8 3 bit usw. Ich denke 8fach ist ein guter Kompromiss, aber dann gibst du deine Rampe eben mit 13 Bit aus (im Worst Case). Bei dieser Betrachtung ist die Ungenauigkeit der Verstärkung noch garnicht eingeschlossen. Georg
Gerald G. schrieb: > Nun soll allerdings noch die "Scangröße" von etwa 10 micrometern auf > etwa 10-100 Nanometer (was eben geht) zu ermöglichen brauche ich eben > weitere bit. Wenn Du auf weniger als 1µm genau positionieren willst, kommst Du m.E. um einen zusätzlichen Sensor zur Messung der Position nicht herum. Dieser Sensor muss dann über eine entsprechende Elektronik die Piezospannung passend steuern. Hast Du Dich schon mal mit sämtlichen Fehlern, die bei Positionierungen mit Piezos anfallen können, informiert? Gruss Harald
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Gerald G. schrieb: > DAC (0-3V) ( --> OPV als Impedanzwandler ) --> OPV Verstärker (0-10V) > --> an ein Ende des Digitalpotis --> Mitte an Impedanzwander --> Ausgang > > Das andere Ende des Potis kommt an GND. > > So dass ich in der Software immer die gleiche Rampe fahre, aber einfach > vorher per Digitalpoti die Maximalspannung wähle. > > Die Auflösung der Rampe soll 16bit sein. Es gibt zwar auch 24bit DAC > (meist Audio, wenige € Preis), doch diese sind weitaus weniger linear > als die teureren 16bit DACs (~ 17€). > > Macht ein solcher Aufbau Sinn? Präzision und Digitalpoti passen nicht zusammen. Bezüglich Präzision sind Digitalpotis ein Haufen Dreck. Radiometrisch geht ein Bisschen was, aber so als Spannungsteiler ... Also, zuerst mal der Standardhinweis: Bevor man einen Entwurf nach Lego-Art zusammenträumt einfach mal zur Erdung in ein Datenblatt schauen. Wenn das ganze wirklich in Hardware geregelt werden soll, dann ist ein Präzisions-Spannungsteiler oder Abschwächer fällig. Kann man kaufen oder selber machen. In beiden Fällen nicht billig.
Ja, ist nicht das erste Rasterkraftmikroskop das wir bauen. Nur genau dieses Teil, was ich "nachbauen" möchte, wurde bis jetzt ( für sehr viel Geld ) gekauft. Es kann natürlich deutlich mehr, aber das brauchen wir nicht. Wird nur ein test, wie weit man herunter kommt mit einer günstigen Methode. DMS Sensoren und Auswertungselektronik haben wir bereits erfolgreich gebaut
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