Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Mehrere AD-Wandlungen auf einem Mikrocontroller


von AD'ler (Gast)


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Hallo zusammen,

Ich habe bereits mit Mikrocontrollern, auch AD-Wandlern, gearbeitet. Da 
ich jedoch zum ersten mal mehrere Analoge Signale bekommen habe ich 
einige Fragen.
Besitzt ein Mikrocontroller eigentlich nur einen AD-Wandler, wenn dieser 
mehrere Channel besitzt?
Ist es möglich mehrere Analoge Signale zu wandeln auf verschiedenen 
channeln (in Benutzung mit Interrupts)?
Läuft die AD-Wandlung mehrerer Signale Zeitgleich oder hintereinander 
ab?

von Peter II (Gast)


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AD'ler schrieb:
> Besitzt ein Mikrocontroller eigentlich nur einen AD-Wandler, wenn dieser
> mehrere Channel besitzt?

oft ja, aber es gibt vermutlich auch µC die mehre Wandler haben.

von pcrom (Gast)


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Meistens haben microcontrollers nur ein ADC die an 8 oder 16 eingaengen 
gemultiplexed sind. Es gibt auch processoren die mehreren ADCs haben 
oder einen sample/hold eingebaut haben. zB PSOC5LP, der hat 4x 
sample/hold, 1x 20-bit ADC delta-sigma und 2x 12-bit SAR ADC.

Hast du einen bestimmten controller in gedanken oder kannst du mehr 
specs geben ?(geschwindigkeit, resolution, signal-groesse etc)

von AD'ler (Gast)


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Mein Projekt umfasst 3 Motoren, wovon ich 2 mittels PWM steuern möchte, 
der dritte soll klaufen oder stehenbleiben. Die Analogen Signale sind 2 
Abstandssensoren.
Ich hoffe, dass ich das Projekt mit einem Tiny44 oder Tiny84 erledigen 
kann. Ist es damit denn möglich mehrere Signale zu samplen?

von Stefan K. (stefan64)


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> Die Analogen Signale sind 2 Abstandssensoren.
> Ist es damit denn möglich mehrere Signale zu samplen?

Ja, kein Problem.
Das geht, weil das völlig zeitunkritisch ist und beide Signale nicht zur 
exakt gleichen Zeit gesampelt werden müssen.

Gruß Stefan

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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AD'ler schrieb:
> Ich hoffe, dass ich das Projekt mit einem Tiny44 oder Tiny84 erledigen
> kann. Ist es damit denn möglich mehrere Signale zu samplen?

Selbstverständlich, die Abtastrate ist aber durch die Verarbeitung 
limitiert. Zum einen werden 10bit nun mal nur mit 15kSamp gemacht und 
zwischendrin wird noch zwischen zwei Kanälen umgeschaltet (was Zeit 
braucht, damit der Sample&Hold-Kondensator umgeladen werden kann). Im 
Datenblatt stehen dazu die minimalen Zykluszeiten/ Taktzahlen. Grob über 
den Daumen bekommst du 7,5kSamp mit 2 Kanälen, eher weniger.

Freiheitsgrad 1: auf weniger als 10bit gehen, Freiheitsgrad 2: beide 
Sensoren über einen Kanal abwickeln und Umschaltzeiten sparen.

von Sebastian S. (amateur)


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Die meisten Mikrokontroller haben nur einen A/D-Wandler, der über einen 
Multiplexer mit den verschiedenen Anschlüssen verbunden wird (werden 
kann).
Für "normale" Anwendungen, wie z.B. die Überwachung von Motoren, sind 
diese auch genau und schnell genug.

... aber. Praktisch alle, mir bekannten Wandler, benötigen die gleiche 
Masse, bzw. die des Mikrokontrollers. Also unterschiedliche Spannungen 
sind durch Spannungsteiler oder OP-Trickser messbar, bei 
unterschiedlichen Potentialen heißt es aber: "Wir müssen draußen 
bleiben".

von Jim M. (turboj)


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Sebastian S. schrieb:
> bei
> unterschiedlichen Potentialen heißt es aber: "Wir müssen draußen
> bleiben".

Dann muss man aufwändige Schaltungen benutzen. Heutzutage würde ich 
einen externen SPI ADC auf das Meßpotential packen und via Opto-Koppler 
digital ansteuern.

von c-hater (Gast)


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Sebastian S. schrieb:

> Die meisten Mikrokontroller haben nur einen A/D-Wandler, der über einen
> Multiplexer mit den verschiedenen Anschlüssen verbunden wird (werden
> kann).

Ja.

> ... aber. Praktisch alle, mir bekannten Wandler, benötigen die gleiche
> Masse, bzw. die des Mikrokontrollers. Also unterschiedliche Spannungen
> sind durch Spannungsteiler oder OP-Trickser messbar, bei
> unterschiedlichen Potentialen heißt es aber: "Wir müssen draußen
> bleiben".

Nö, noch lange nicht. Solange alle diese unterschiedlichen Potentiale 
nur innerhalb der Grenzen von GND..AREF liegen, kann man sie natürlich 
auch messen.

Dazu kommt: i.d.R. will man ja in solchen Fällen nicht n Potentiale 
gegen GND messen, sondern vielmehr die Differenzspannungen von n\2 
Potential-PAAREN. Und wie der Zufall so will, haben das die Chipdesigner 
vorausgesehen und in viele µC die Möglichkeit für "differenzielle" 
Messungen zwischen Paaren ihrer ADC-Kanäle eingebaut, z.B. auch in recht 
viele AVR8. Man muss sie einfach nur kennen (also wie immer: das 
Datenblatt gelesen und verstanden haben) und dann nutzen...

Speziell bei den AVR8 gibt es gerade für diese differentiellen Messungen 
oft noch andere Goodies für lau, insbesondere eingebaute Verstärker, oft 
sogar mit mehreren umschaltbaren Verstärkungsfaktoren. Allerdings sollte 
man bei einer angepeilten Nutzung dieser Verstärker das Datenblatt 
wirklich sehr genau lesen. Da lauern Fussfallen in Form nach oben stark 
limitierter Frequenzgänge. Andererseits: Manchmal lassen sich diese 
Verstärker mit ihren Frequenzgängen wiederum gezielt als Tiefpassfilter 
verwenden, was externe Tiefpässe erspart, die man normalerweise braucht, 
um Frequenzen jenseits der Nyquist-Grenze vom AD-Wandler möglichst 
fernzuhalten.

Man muss einfach nur das Vorhandene kennen und daraufhin abklopfen, ob 
es sich für das eigene Problem irgendwie sinnvoll verwenden ließe...

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