Forum: PC Hard- und Software Signal mit DC-Anteil mit 20kHz, 12bit abtasten


von Matthias W. (matt007)


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ich möchte ein Signal das einen DC-Anteil hat mit ~20kHz 12bit abtasten. 
Die Laufdauer des Signals ist ~8min. Es ist die Frage was dazu 
preisgünstig in Frage kommt.

Digitaloszilloskope haben selten 12bit und sind ggf. recht teuer. Dafür 
kann man die Datenwerte meist über USB auslesen.

Übliche Soundkarten in Laptops sind nicht DC-gekoppelt.

Gibt es eine preisgünstige Soundkarte mit DC-Kopplung (also ab 0Hz) die 
man über USB an den Laptop hängen kann und eine preisgünstige Software 
dazu um die einzelnen Datenpunkte abspeichern und auslesen zu können?

von Matthias W. (matt007)


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im Netz findet sich z.B. dies:
http://www.edaboard.de/chopper-f-dc-messungen-mit-der-soundkarte-t18651.html

"mit der Soundkarte einen empfindlichen hochauflösenden A/D-Wandler.. 
leider kann der keine Gleichspannungen wandeln"

"einen ATmega8 an die serielle Schnittstelle hängen".

Natürlich kann ich einen ArduinoNano nehmen und einen externen 12-bit 
ADC anschließen. Ist das wirklich der einfachste Weg oder gibt es 
mittlerweile eine DC-fähige preisgünstige fertige Lösung?

"MSP430F2013 mit mindestens 4 AD mit 16 Bit."

auch so etwas wäre grundsätzlich denkbar.

http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/D100/DES8-12USB-BDA.pdf
der DES 8-12 USB kann 12bit, aber laut Datenblatt nur bis ~300 Messungen 
pro Sekunde.

http://www.schule-bw.de/unterricht/faecher/physik/mess/soundkarte/hardware/ufsound
"Ebensowenig können mit der Soundkarte - ohne weitere Elektronik - 
Gleichspannungen gemessen werden.. im Eingang Kondensator, der 
Gleichspannungen blockt.. wie bei Oszilloskop, das "AC" betrieben wird."

"Um Gleichspannungen für Soundkarten messbar zu machen, muss die zu 
messende Spannung in eine (Ton-)Frequenz umgesetzt werden.. mit Hilfe 
Spannungs-Frequenz-Wandler (VCO) möglich.. XR4151.."

mit VCO ginge es ggf. - nur müsste der VCO dann auch bei 20KHz noch 
brauchbar mitkommen.

"Mit dem Gerät lassen sich zeitlich konstante oder langsam veränderliche 
Größen mit der Soundkarte erfassen."

Da scheint es einfacher einen 12bit-ADC an einen Mikrocontroller zu 
hängen.

Daher wieder die Frage - gibts denn mittlerweile eine USB-Soundkarte die 
DC kann? 2007 gab es wohl keine einfache Lösung: 
Beitrag "Soundkarte für DC-Messung (Oszi) umbauen"
Seitdem sind 9 Jahre vergangen.

von Matthias W. (matt007)


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http://www.edaboard.de/soundkarte-umbauen-auf-dc-20khz-moeglich-t1406.html

"Möglich ist vieles, aber ist es auch sinnvoll? Die meisten Soundkarten
sind heute aus SMD aufgebaut, die du nur noch unter der Lupe richtig
erkennen kannst. Die Beschaltung der AD-Wandler-Eingänge ist dir zudem
nicht bekannt. Rein theoretisch gehen DC-Messungen mit den Eingängen,
aber ich würde mir an deiner Stelle lieber nach einem System umsehen,
daß deine Anforderungen gleich erfüllt, ohne Umbauversuche."

Gibt es etwas preisgünstiges ohne schwer machbare Umbauversuche?

von Matthias W. (matt007)


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http://www.edaboard.de/soundkarte-umbauen-auf-dc-20khz-moeglich-t1406.html

"Mit einer AWE64 geht es. Wenn ich 0,5V anlege, bekomme ich eine Linie 
bei durchschnittlich 2,8k von insgesamt möglichen 32k."

Das klingt so als ob dies ginge. Das wäre eine PCI-Karte, kein USB, geht 
also nicht so leicht für Laptop.

"Die Creative Live Player, die ich in zwei Rechnern stecken habe, ist 
offenbar DC-fähig."

Vielleicht gibt es ja auch eine USB-Karte die geht? Kennt jemand eine 
solche?

: Bearbeitet durch User
von Matthias W. (matt007)


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hier war auch die Suche nach DC-Tauglichkeit:
Beitrag "Suche USB-Soundcard mit Stereo-Eingang"

"Eine USB-Soundkarte mit Stereo-Line-In würde es auch tun. Am besten 
eine, bei der ich die DC-Blocks (=Eingangskondensatoren) kurzschliessen 
kann."

verwendet wurde dann eine "7.1 External USB Sound Card". Die Kritiken 
klingen recht gut: 
http://www.amazon.de/Sweex-SC016-7-1-externe-USB-Soundkarte/dp/B00265L1S2.

Leider steht nicht dabei ob damit DC ggf. möglich ist bzw. wie weit 
herunter es noch geht.

Als Software wurde "Visual Analyser" von http://www.sillanumsoft.org/ 
vorgeschlagen.

Es sollte möglich sein die 8 min aufzuzeichnen und dann endlos in einer 
Schleife wiederzugeben.

Es gibt preisgünstige Pocket-DSOs mit USB und 12bit 1Ms: 
http://www.ebay.de/itm/Mini-Digital-Pocket-Oszilloskop-DSO201-TFT-Oscilloscope-Portable-Taschengrose-/351575333687

Nur ist mir da nicht klar ob es damit möglich ist über USB 20000 Werte 
(40000 bytes) pro Sekunde 8min lang auf die Festplatte zu bekommen und 
das so dann auch wieder abspielen zu können. Auf einen internen chip mit 
2MB passt das wohl nicht mehr.

von Matthias W. (matt007)


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AD-Wandler wie MCP3201 (12 bit) oder TI ADS7822 (12 bit) wären schnell 
genug:
"Sample rates are in the 50k to 200k samples per second range."

Es wäre zudem noch ein 12-bit DAC dann nötig.

von Matthias W. (matt007)


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hier wird ein preisgünstiger TDA1543 zur Ausgabe verwendet:
https://www-user.tu-chemnitz.de/~ygu/Mikrocontroller/TDA1543.htm

von Noch einer (Gast)


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Bei einer Soundkarte kommt noch dazu - die Treiber sind zu intelligent.

Die können mehrere Programme mit unterschiedliche Abtastraten und 
Lautstärkeeinstellungen gleichzeitig auf der selben Soundkarte laufen 
lassen. Du kannst dem Treiber aber nicht sagen, es soll die Werte 
einfach nur 1:1 durch reichen.

von Matthias W. (matt007)


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Noch einer schrieb:
> Du kannst dem Treiber aber nicht sagen, es soll die Werte
> einfach nur 1:1 durch reichen.

Du meinst damit daß nicht sicherzustellen ist ob die Werte auch korrekt 
erfasst und abgelegt werden?

Das wäre natürlich ungut. Wenn es so ist bräuchte man einen weniger 
intelligenten Treiber.

Der Vorteil der Soundkarten ist daß sie sehr preisgünstig sind und dafür 
viel Auflösung und Abtastrate bieten ohne daß man selbst eine Oberfläche 
programmieren muss oder einen Handshake zum Mikrocontroller.

Man könnte natürlich auch einen AVR nehmen oder einen MSP430 und die 
Daten mit 12bit ADC über die serielle Schnittstelle (USB) erfassen und 
zur Wiedergabe die Daten ins Flash des Controllers schreiben und von 
dort dann abspielen lassen.

Damit wäre wohl sichergestellt daß die Daten passen. Es ist halt 
deutlich mehr Aufwand und auch mehr Kosten. Es gibt MSP430 die einen 
12bit ADC und einen 12bit DAC on chip haben. Eine Entwicklungsumgebung 
mit GCC soll TI ja auch nun haben. Vielleicht arbeitet sie mittlerweile 
brauchbar. Bisher hatte ich nur AVRs mit GCC probiert.

von Hannäs (Gast)


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Außerdem haben für Audio optimierte A/D-Wandler gerne digitale 
Hochpaßfilter eingebaut, die zwar nur Eckfrequenzen im einstelligen 
Hz-Bereich haben, aber sich oft auch nicht abschalten lassen.

Da nützt dann das Entfernen von Kondensatoren im Analogpfad gar nichts.

von Matthias W. (matt007)


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Hannäs schrieb:
> Außerdem haben für Audio optimierte A/D-Wandler gerne digitale
> Hochpaßfilter eingebaut, die zwar nur Eckfrequenzen im einstelligen
> Hz-Bereich haben, aber sich oft auch nicht abschalten lassen.

Danke Hannäs !

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