Hallo Leute, ich habe eine vorgegebene Schaltung (siehe Anhang) die Analoge Signale im Bereich von 0 bis 5 V einliest. Mein Problem ist nun das ich nicht verstehe wozu die Kondensatoren da sind. Die Widerstände begrenzen wohl den maximalen Strom und die Schutzschaltung im oberen Bereich verhindert eine Überspannung. Aber wofür werden die Kondensatoren genutzt? Gruß
Angehängte Dateien:
L. S. schrieb: > Mein Problem ist nun das ich nicht verstehe wozu die Kondensatoren da > sind. Die Widerstände begrenzen wohl den maximalen Strom und die Und mein Problem ist, wie man nur so eine Augenkrebs verursachendes Schaltbild posten kann, wo man doch genau dazu Hilfe haben möchte.
Was macht den ein RC Glied aus 10K/100nF ? Werden alle Frequenzen gleich gut an den AD Wandler weitergegeben oder gibt es da Unterschiede ?
Michael Knoelke schrieb: > Was macht den ein RC Glied aus 10K/100nF ? Ein Tiefpaß mit ca. 160Hz/3dB > > Werden alle Frequenzen gleich gut an den AD Wandler weitergegeben oder > gibt es da Unterschiede ? Ja, höhere Frequenzen werden gedämpft. Tiefere können "passieren", deshalb auch der Name "Tiefpaß".
Michael Knoelke schrieb: > Was macht den ein RC Glied aus 10K/100nF ? > > Werden alle Frequenzen gleich gut an den AD Wandler weitergegeben oder > gibt es da Unterschiede ? Die Signale der Sensorik gelangt über eine Auswerteelektronik an meine A/D-Wandler. Die Auswerteelektronik liefert mir eine Gleichspannung zwischen 0 bis 5 V an allen Eingängen der ADC's. Die vorgeschaltete Elektronik ist prinzipiell dafür da, alle Signale auf einen Spannungsbereich von 0 bis 5 zu bringen. Ein RC-Glied kenne ich in dieser Konstellation nur als Tief-Pass, aber was macht dieser bei Gleichspannung? Durch die Antwort oben, versuche im moment etwas über die Entstörung von ADC-Eingängen in Erfahrung zu bringen.
L. S. schrieb: > Ein RC-Glied kenne ich in dieser Konstellation nur als Tief-Pass, aber > was macht dieser bei Gleichspannung? Stimmt auch. Bei Gleichspannung macht er nix. Da hat er die kleinste Dämpfung. Nur wenn da höherfrequente Störungen drauf sind, werden diese durch den Tiefpaß gedämpft.
L. S. schrieb: > Ein RC-Glied kenne ich in dieser Konstellation nur als Tief-Pass, aber > was macht dieser bei Gleichspannung? Der A/D-Wandler hat typischerweise einen Sample/Hold-Kondensator am Eingang. Wenn der Multiplexer durchschaltet und die Quelle wie hier einen rel. hohen Eingangswiderstand hat, bricht die Spannung durch das Laden S/H-Kondensators kurz ein. Das soll hier der 100n unterbinden. Gruß
npn schrieb: > Michael Knoelke schrieb: >> Was macht den ein RC Glied aus 10K/100nF ? > Ein Tiefpaß mit ca. 160Hz/3dB Stöhn... Das war eine rethorische Frage die der TO sich selbst bentworten sollte. Wie soll man denn was lernen wenn einem alles bis ins letzte Detail vorgesagt wird.
Michael Knoelke schrieb: > Stöhn... ...und ausgerechnet diesmal war wieder die Glaskugel kaputt. Sonst hätte ich das doch gesehen ;-) Sorry, daß ich eine gestellte Frage beantwortet habe. Ist wohl unüblich... Das kommt davon, wenn man sich nicht richtig ausdrückt.
adeze schrieb: >>Entstörung heißt das Zauberwort! > Quatsch Deine wohlbegründete Antwort hilft hier allen ein gutes Stück weiter. Jetzt wissen wir Bescheid. Das nächste Mal rede nicht so viel und komm gleich auf den Punkt :-)
Joachim schrieb: > Der A/D-Wandler hat typischerweise einen Sample/Hold-Kondensator am > Eingang. Wenn der Multiplexer durchschaltet und die Quelle wie hier > einen rel. hohen Eingangswiderstand hat, bricht die Spannung durch das > Laden S/H-Kondensators kurz ein. Das soll hier der 100n unterbinden. Ja, das ist zwar so gedacht. In der Konstellation mit großem Kondensator und hohem Quellwiderstand führt das aber zu einem systematischen Fehler. Der Samplekondensator entnimmt dem externen Kondensator ein wenig Ladung und die Kombination Rext (Quellwiderstand) und Cext führt zu einer Zeitkonstante für das Nachladen des Cext. Wenn nun die Abtastfrequenz nicht um einiges niedriger ist, als diese Zeitkonstante der externen Komponenten, dann entsteht dieser Fehler. Dadurch kann durchaus ein Fehler entstehen, der bei einem 10- oder 12-Bit-Wandler die Größenordnung von einigen 10 LSBs hat.
>Deine wohlbegründete Antwort hilft hier allen ein gutes Stück weiter. >Jetzt wissen wir Bescheid. Das nächste Mal rede nicht so viel und komm >gleich auf den Punkt :-) Die richtige Antwort hat Joachim ja schon gegeben. >Ein Tiefpaß mit ca. 160Hz/3dB Auch richtig. >Anti alias Filter. Das auch. Aber entstört wird hier nichts.
adeze schrieb: > Aber entstört wird hier nichts. Doch, von den Eingängen des ADC werden hochfrequente Störungen ferngehalten. Es wird natürlich nicht die ADC Schaltung entstört in dem Sinne, daß sie weniger Störungen produziert. adeze schrieb: >>Entstörung heißt das Zauberwort! > Quatsch Aber immerhin hast du ja die Diskussion durch deinen produkiven, qualitativ hochwertigen und sprachgewandten Beitrag ein gutes Stück weitergebracht :-)
adeze schrieb: > Aber entstört wird hier nichts. Oder doch? Mal angenommen, da wäre eine Störung mit 1 MHz am Eingang... L. S. schrieb: > Mein Problem ist nun das ich nicht verstehe wozu die Kondensatoren da > sind. Sie haben 3 Funktionen (die sich in der Wirkung allerdings überlappen): a) sie haben die angesprochene Filterwirkung b) sie machen den hohen Eingangswiderstand für die Messung niederimpedant c) sie bügeln (zusammen mit den Klemmdiodenarrays) ESD-Impulse glatt F. Fo schrieb: > Bisschen viel? Warum? Wenn da nur Temperatursensoren angeschlossen sind könnte man sogar noch höher gehen. Für ein Audiosignal wäre der Wert aber zu hoch. Kurz: eine Bewertung ist erst bei Kenntniss des Einsatzbereichs möglich.
Lothar Miller schrieb im Beitrag > F. Fo schrieb: >> Bisschen viel? > Warum? Wenn da nur Temperatursensoren angeschlossen sind könnte man > sogar noch höher gehen. Für ein Audiosignal wäre der Wert aber zu hoch. > Kurz: eine Bewertung ist erst bei Kenntniss des Einsatzbereichs möglich. Es handelt sich um eine Wetterstation mit Temperatur, Luftfeuchtigkeitsmesser etc. Zusätzlich wird die Spannung und der Strom zweier solarmodule, sowie die Netzleistung, Netzspannung und der Netzstrom gemessen. Insgesamt 16 Messstellen Die unterschiedlichen Signale werden wie schon erwähnt, mit Hilfe einer Elektronik in einen spannungsbereich von 0 bis 5 V umgewandelt. Was genau dort passiert weiß niemand da die nötigen Unterlagen fehlen.
>> Aber entstört wird hier nichts. >Oder doch? Mal angenommen, da wäre eine Störung mit 1 MHz am Eingang... Dann erhöhst Du die Störfestigkeit.
HildeK schrieb: > Joachim schrieb: >> Der A/D-Wandler hat typischerweise einen Sample/Hold-Kondensator am >> Eingang. Wenn der Multiplexer durchschaltet und die Quelle wie hier >> einen rel. hohen Eingangswiderstand hat, bricht die Spannung durch das >> Laden S/H-Kondensators kurz ein. Das soll hier der 100n unterbinden. > > Ja, das ist zwar so gedacht. In der Konstellation mit großem Kondensator > und hohem Quellwiderstand führt das aber zu einem systematischen Fehler. > Der Samplekondensator entnimmt dem externen Kondensator ein wenig Ladung > und die Kombination Rext (Quellwiderstand) und Cext führt zu einer > Zeitkonstante für das Nachladen des Cext. > Wenn nun die Abtastfrequenz nicht um einiges niedriger ist, als diese > Zeitkonstante der externen Komponenten, dann entsteht dieser Fehler. > Dadurch kann durchaus ein Fehler entstehen, der bei einem 10- oder > 12-Bit-Wandler die Größenordnung von einigen 10 LSBs hat. Der Samplekondensator dürfte typischerweise so 10 bis 50 pF haben. 100n/50p sind etwa 2000, also 2 Digit bei 12 Bit. Beim ATMega sind bspw. 14 pF angegeben, das wäre dann also etwas mehr als 1 Digit bei 13 Bit, bzw. weniger als 1 Digit bei 12 Bit. - Und durch das Nachladen wird es ja nur besser. Wie Lothar schonm schrieb: es kommt auf den Einsatzbereich an. Gruß
adeze schrieb: > Mit einem Mundschutz entgiftet man ja auch nicht. Nein, aber damit verhinderst du das Eindringen in den Mund/Nase. Nichts anderes passiert beim Eingang des ADC. Man will unerwünschte Störungen nicht in den ADC eindringen lassen.
adeze schrieb: >>> Aber entstört wird hier nichts. >>Oder doch? Mal angenommen, da wäre eine Störung mit 1 MHz am Eingang... > Dann erhöhst Du die Störfestigkeit. Du weisst was ein "bean counter" ist? :-)
adeze schrieb: > Mit einem Mundschutz entgiftet man ja auch nicht. Manche tragen einen Mundschutz, um andere zu schützen. Andere tragen einen Mundschutz, um sich selber zu schützen. Auf jeden Fall scheint der Mundschutz zu nützen... Störfestigkeit und Entstörung ist doch nur die jeweils andere Seite der selben Medaille...
Joachim schrieb: > er Samplekondensator dürfte typischerweise so 10 bis 50 pF haben. > 100n/50p sind etwa 2000, also 2 Digit bei 12 Bit. Beim ATMega sind bspw. > 14 pF angegeben, das wäre dann also etwas mehr als 1 Digit bei 13 Bit, > bzw. weniger als 1 Digit bei 12 Bit. - Und durch das Nachladen wird es > ja nur besser. Bis dahin stimmt deine Aussage - nur hast du die Abtastperiodendauer vs. externe Zeitkonstante Tau_ext nicht betrachtet: Der externe Kondensator wird bei hoher Abtastfrequenz und hohem Tau_ext gar nicht mehr vollständig nachgeladen! Dann verlierst du beim zweiten Abtastvorgang erneut 1-2 Digit (gut ein bisschen weniger, weil jetzt durch die größere Spannungsdifferenz mehr Anfangsladestrom fließt). Es stellt sich dann eine feste Ablage ein, die in den Bereich 0.1 ... 1% oder mehr kommen kann - je nach Dimensionierung von fa, Rext und Cext und Csample. 0.1% ist die Auflösung, die ein 10-Bit-Wandler kann. Die Zeitkonstante des internen Bahnwiderstands (Multiplexer o.ä.) und Csample spielt meist eine untergeordnete Rolle - der Hersteller hat schon darauf geachtet, dass das mit seinem x-Bit-Wandler zusammenpasst. Zugegeben, ich habe auch einige Zeit gebraucht, bis ich das verstanden hatte. Ich habe das mal simuliert: bei einem Samplekondensator mit ca. 8pF, bei einer Abtastfrequenz von rund 800kHz kommt man worst-case bei Rext = 10k und Cext=100n kaum mehr auf die Genauigkeit eines 8-Bit-Wandlers. Dann bringt der Einsatz eines 10- oder 12-Bit-Wandlers nichts mehr. Die Zahlen sind nur grobe Anhaltspunkte, die genauen Werte hab ich nicht im Kopf. Das Problem ist also nicht die Entladung des Cext durch den Csample, sondern die Zeitkonstante des Nachladens des Cext im Verhältnis zu Abtastperiode. Für hohe Auflösungen sollte man also die Abtastperiode größer als rund 5*Tau_ext machen. Natürlich kommt es auf den Einsatzbereich an. Ich musste eine präzise Spannungsüberwachung machen und hatte deshalb untersucht, welche Einflüsse zu welchen Ablagen führen. Dabei bin ich bei der Diskussion mit einem Hersteller auf den Effekt hingewiesen worden. Es gibt vereinzelt auch Applikation Notes von µC-Herstellern, die das beschreiben. Für die Aufgabenstellung im Thread hier ist das vermutlich nicht problematisch - wir kennen aber seine Anforderungen nicht.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.