Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Impedanzmessung


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von Ratendix (Gast)


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Hallo,

ich habe mal eine Frage:

ich möchte ein System aufbauen, dass parallel Impedanzmessungen 
durchführen kann. Die analogen gemessenen Spannungssignale (das 
Eingangssignal soll von einem DDS Chip komnmen) sollen parallel 
gewandelt werden und dann weiterverarbeitet werden! Kann ich die 
Impedanz über ein Mikrocontroller bestimmen oder soll ich einen DSP 
nehmen? Oder über eine I/Q Demodulation beispielsweise?

habe quasi meinen Aufbau schon im Kopf, hänge aber bei der Analyse bzw 
Bestimmen des Impedanzwertes = Z = sqrt(R^2 + I^2)

Danke.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Etwas in der Richtung von AD5933 ?

von Hali H. (ratendix)


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ja geht in die Richtung aber ich möchte parallel analysieren :) der 
ad5933 kann alles in einem aber sequentiell...

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Impedanz heisst zweidimensional, I/Q oder real/imaginär ?
Schau mal den AD8302 an, der kann Betrag und Phase analog ausgeben.

von Hali H. (ratendix)


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Ok, also wenn ich das richtig verstanden habe, kann der ad8302 zwei 
Spannungssignale verarbeiten? und gibt die Amplituden- und Phaseninfo 
getrennt voneinander wieder aus? dann wäre das durchaus interessant! 
müsste ich dann allerdings die analogen Ergebnisse trotzdem noch wandeln 
wenn ich die Impedanz laut der oberen Formel bestimmen will.. zb über 
ein controller, der die daten dann weiterreicht

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Es gibt auch z.B. aus China diese billigen Messgeräte, wie das hier:
http://darcverlag.de/Universeller-Bauteiltester
die messen auch irgendwie Impedanzen oder ESR eines Kondensators.

von Sven B. (scummos)


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Was heißt denn bitte "parallel" in dem Kontext? Das ist mir nicht klar. 
AD8302 misst halt bis 2.7 GHz, entsprechend muss man da ein bisschen 
vorsichtig sein ...

: Bearbeitet durch User
von Hali H. (ratendix)


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Parallel soll heißen, dass mindestens zwei Spannungsmessungen parallel 
durchgeführt werden sollen. Mit einem bekannten eingespeisten Strom kann 
somit auch parallel eine unebekannte Imepedanz bestimmt werden.

von Georg (Gast)


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Hali H. schrieb:
> Parallel soll heißen, dass mindestens zwei Spannungsmessungen parallel
> durchgeführt werden sollen.

Dann brauchst du eben 2 parallel arbeitende ADCs oder 
Sample&Hold-Schaltungen, die die Augenblickswerte einfrieren.

Georg

von Christian L. (cyan)


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Ratendix schrieb:
> Kann ich die
> Impedanz über ein Mikrocontroller bestimmen oder soll ich einen DSP
> nehmen?

Da du nichts über den Frequenzbereich sagst, wird dir das wohl niemand 
sagen können. Auch verrätst du nichts über die Bereiche, in denen du die 
Impedanz bestimmen willst oder wie genau du die haben willst. Es gibt 
also noch viele offene Fragen.

Hali H. schrieb:
> der
> ad5933 kann alles in einem aber sequentiell...

Nö. Schau noch einmal in das Datenblatt. Es wird nur der Strom durch die 
Impedanz gemessen und die Spannung aus dem internen DDS Core direkt 
abgeleitet.

von Hali H. (ratendix)


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Also, im Prinzip sieht mein Konzept so aus:

->
DDS (gesteuert über ein Controller), evtl Tiefpassfilter für das analoge 
Signal,spannungsgesteuerte Stromquelle über die Lastimpedanz (im Bereich 
von kOhm, aber variabel), Multiplexer zum Anteuern verschiedener 
Elektroden

<-
zurück soll es über 2 parallel ausgeführte Spannungsmessungen gehen.
D. h., jeweils 2 Spannungselektroden gehen in ein Differenzverstäker und 
von da in die 2 ADCs... zum Auswerten gehts dann in den Controller 
zurück
dort Auswertung der Impedanz über bekannten eingespeisten Strom und 
gemessenen Spannungssignalen

soweit der Plan

Gruß

von Hali H. (ratendix)


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Ach ja Ausgangssignal des DDS sollte Sinus sein und um die 50 kHz 
Frequenz...
Amplitude ist nicht so wichtig weil ich über die Stromquelle den Strom 
regel!
Die spannungsgesteuerte Stromquelle soll ein Elektrometer sein (OpV mit 
Widerstand R gegen Masse an dem - Anschluss...)

für konkrete Bauteilvorschläge, soweit mit den Infos möglich, bin ich 
dankbar!

von Hali H. (ratendix)


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sollte alles nicht zu teuer sein und low power wäre auch schön!

von Herbert (Gast)


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Hali H. schrieb:
> sollte alles nicht zu teuer sein und low power wäre auch schön!

Welche Frequenzen? - für 50 Hz kostet es quasi nix - für 200 GHz mehrere 
Millionen.

Was heißt low power? 1mW, 100mW, 1W, 10W ??

von Hali H. (ratendix)


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je weniger Gesamtleistung des Systems desto besser :)
Wie gesagt, der DDS muss keine hohen Frequenzen erzeugen können und wenn 
ich solch ein 50 kHz Signal mit einem ADC abtaste, muss der doch auch 
nur mindestens 100 kHz schnell sein laut Nyquist, richtig?

von Georg (Gast)


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Hali H. schrieb:
> muss der doch auch
> nur mindestens 100 kHz schnell sein laut Nyquist, richtig?

Kommt drauf an was du "sehen" willst - bei dieser Auslegung nur noch, 
dass überhaupt ein 50 kHz-Signal da ist, aber wenn du die Sinusform 
erfassen willst, musst du 10 bis 100 mal schneller abtasten, je nach 
gewünschter Genauigkeit.

Kannst du dir ja selber veranschaulichen - zeichne eine Sinuskurve und 
die Abtastpunkte dazu.

Georg

von Hali H. (ratendix)


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Danke für den Hinweis!

von Sven B. (scummos)


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Georg schrieb:
> Hali H. schrieb:
>> muss der doch auch
>> nur mindestens 100 kHz schnell sein laut Nyquist, richtig?
>
> Kommt drauf an was du "sehen" willst - bei dieser Auslegung nur noch,
> dass überhaupt ein 50 kHz-Signal da ist, aber wenn du die Sinusform
> erfassen willst, musst du 10 bis 100 mal schneller abtasten, je nach
> gewünschter Genauigkeit.
>
> Kannst du dir ja selber veranschaulichen - zeichne eine Sinuskurve und
> die Abtastpunkte dazu.

Naja, das stimmt so nicht ganz. Wenn du weißt, dass das Signal keine 
Frequenzanteile >= 50 kHz enthält, rekonstruiert eine Abtastung mit 100 
kSa/s das Signal komplett exakt, d.h. du kennst die vollständige Form 
und alles ohne jede Zweideutigkeit. Eine schnellere Abtastung ist 
Oversampling und bringt dir keine weiteren Informationen.
Wenn du das hingegen nicht weißt, ist die Abtastung i.A. völlig 
bedeutungslos.

: Bearbeitet durch User
von Hali H. (ratendix)


Angehängte Dateien:

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Ich will eine spannungsgesteuerte Stromquelle für mein System nutzen. 
Dazu hab ich mich im Inet kundig gemacht und die hier gefunden (Anhang)
Die ist aber nur für geerdete Verbraucher geeignet. Wenn ich also 
darüber meinen Strom in den Menschen einspeise (nur sehr kleine Ströme 
;) ) wäre das nicht so toll...
hat jemand eine Idee?
ich hab noch eine andere Schaltung gesehen, da würde der Strom 
rückgekoppelt an den Minuseingang des OPs angeschlossen. Allerdings 
brauch ich dafür eine zweite Stromelektrode zum Anschließen.
Eine Version mit OP will ich auf jeden Fall haben.
Es ist eben wichtig, den Strom zu begrenzen, bzw für die Impedanzmessung 
konstant zu halten :)

: Bearbeitet durch User
von Christian L. (cyan)


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Hali H. schrieb:
> Multiplexer zum Anteuern verschiedener
> Elektroden

Hali H. schrieb:
> Wenn ich also
> darüber meinen Strom in den Menschen einspeise (nur sehr kleine Ströme
> ;) ) wäre das nicht so toll...

Hä? Kann es sein, dass du nicht die Impedanz von elektronischen 
Komponenten messen willst, sondern von gänzlich anderen Dingen?

von Hali H. (ratendix)


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Eingangssignal wäre ein 50 khz Sinussignal bei 0,6 Volt Amplitude.
Das würde ich gerne über eine Spannungsgesteuerte Stromquelle auf ca 5 
mA Ausgangsstrom einstellen... wenn der Pegel von eingang zu klein ist 
kann man den auch zb auf 2 Volt anheben
Keine Ideen?^^

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