ADC für Thermoelement Aufbereitung

Thermo schrieb:
> Zunächst hat der dort verwendete ADC eine Abtastrate von maximal
> 0.12ksps. In meinem Kopf schwebt eher etwas im Bereich einiger ksps.

Abtastung eines Thermoelements mit mehreren kSa/s scheint eher abwegig.
Oder welche Zeitkonstante besitzt dein Aufbau?

Wolfgang schrieb:
> Abtastung eines Thermoelements mit mehreren kSa/s scheint eher abwegig.
> Oder welche Zeitkonstante besitzt dein Aufbau?

Abwegig? Vielleicht. Dennoch möglich. Feindraht-Thermoelemente haben 
Zeitkonstanten von wenigen Millisekunden. Außerdem hat zu hohes Abtasten 
noch Niemandem geschadet. Wenn es zu viel rauscht kann man immer noch 
mitteln.

wolle g. schrieb:
> Warum willst Du Raumtemperaturen mit einem Affenzahn und 14Bit Auflösung
> messen?

Das "+" dahinter sollte symbolisieren, dass nur Temperaturen oberhalb 
der Raumtemperatur gemssen werden sollen. Sollte nur heißen, dass nicht 
bis an die negativen Versorgungsspannung (In dem Fall GND) gemssen 
werden muss.

Niemand einen Vorschlag?

Thermo schrieb:
> Niemand einen Vorschlag?

Über unsinnige Vorhaben lohnt es sich nicht nachzudenken.

Georg

Peter D. schrieb:
> Das ist Quatsch. Gerade bei so kleinen Spannungen möchte man eine lange
> Meßzeit, um Störspannungen (50/60Hz) zu unterdrücken (z.B. beim
> LTC2400).

Das halte ich für eine sehr pauschalisierte Aussage. Wenn man kleine 
Spannunge nicht mit hoher Frequenz messen könnte würde so einiges in 
Industrie und Forschung nicht funktionieren. DMS-basierte Messsysteme 
produzieren auch nur geringe Ausgangsspannungen und damit sind auch 
einige 100 Hertz messbar. Darüber lässt sich Kraftmessung mit Piezo 
Krafaufnehmern realisieren. Damit kann bis in den mehrstelligen 
kHz-Bereich gemssen werden. (Das ein Thermoelement kein Piezo und auch 
kein Kraftaufnehmer ist, dessen bin ich mir bewusst.)

Georg schrieb:
> Über unsinnige Vorhaben lohnt es sich nicht nachzudenken.

Dann lass es doch lieber bleiben und antworte nicht. Denn sonst hast du 
ja bereits nachgedacht ;) Ich habe eigentlich zwei relativ einfache 
Fragen gestellt, die sich - ob nun sinnvoll oder nicht - beantworten 
lassen.

1. Ob jemand alternative, schnellere ADCs kennt, welche in den in der 
gezeigten Schaltung ersetzen könnten. SPI, (mehr als) 14 Bit, und eine 
relativ "einfache" Schnittstellenprogrammierung wie beim MCP3204 wären 
gut. Falls es keine konkreten Tips gibt nehm ich auch gerne Kommentare, 
auf welche Parameter geachtet werden sollte, entgegen.

2. Und ob der zweite OPV zwingend notwendig ist. Der erwähnte LTC2400 
hat ja beispielsweise auch nur einen Single-Input. Also müsste man doch 
auch den Ausgang des AD8495 direkt auf den ADC geben können?!

Arc N. schrieb:
> Seite 15 im Datenblatt des AD8495 Abschnitt MEASURING NEGATIVE
> TEMPERATURES.
>
> Wie so was mit geeigneten Single-Supply-ADCs geht steht bspw. kurz
> zusammengefasst in http://www.ti.com/lit/an/sbaa189/sbaa189.pdf
> "Precision Thermocouple Measurement with the ADS1118" Abschnitt "Design
> and Layout Considerations".

Erstmal danke für die vielen Tips ! Ich hatte mich wohl ein wenig falsch 
ausgedrückt. Ich meinte nicht single-supply, sondern der AD8495 gibt ja 
keinen differentiellen sondern einen single-ended. Wenn ich das richtig 
sehe bringt der zweite OPV das Signal wieder auf ein differentielles mit 
bezug auf die 2,5 V Referenzspannung?! Jetzt aber angenommen ich möchte 
nur positive Temperaturen messen. Benötige ich dann diesen zweiten OPV 
überhaupt oder kann ich mit dem single-ended Output des AD8495 auch 
direkt in einen single-ended Input eines ADCs gehen? Also das alle meine 
Signale in Bezug auf GND sind.

Ich schau gerade die Liste der ADCs durch. Einige davon sehen sehr 
interessant aus. Vor allem die mit der integrierten Referenztemperatur 
und dem vorgeschalteten PGA.

Arc N. schrieb:
> Bleibt die Frage nach der Auflösung und der nötigen Genauigkeit...

Typ K Thermoelemente liefern ja ca. 41 µV/K. Höher sollte das Rauschen 
also auf keinen Fall sein um mindestens 1 K Auflösung zu bekommen.

Thermo schrieb:
> Typ K Thermoelemente liefern ja ca. 41 µV/K. Höher sollte das Rauschen
> also auf keinen Fall sein um mindestens 1 K Auflösung zu bekommen

Du möchtest 1K Auflösung ab Raumtemperatur für ein K-Typ Thermoelement 
das nur bus 1260 GeasC misst (das zwischen 200 und 600 sowieso 10K 
ungenau misst) und suchst einen A/D Wandler mit 14 oder mehr bit.

Wozu ? Da sind 11 bit ausreichend.

Du hast ein Problem, weil du Probleme selber züchtest, auch bei der 
Abtastrate.

Der MCP ist schon ganz ausreichend.

MaWin schrieb:
> Du hast ein Problem, weil du Probleme selber züchtest

Und du anscheinend ein Problem, weil du nicht genau genug liest bevor du 
schreibst. Da stand ein "mindestens" davor, was nicht bedeutet, dass 
keine höhere Auflösung angestrebt wird. Und das mit den 10 K 
Ungenauigkeit mag vielleicht für das Thermoelement an sich korrekt sein, 
wenn man eine Linearität voraussetzt. Messsysteme lassen sich aber 
kalibrieren und je nach Umfeld lassen sich auch höhere Genauigkeiten 
erreichen. Dass das nicht mit jedem Fieberthermometer möglich ist, ist 
schon klar.

Hi  Arc Net,

Hat es eigentlich Gründe warum alle von dir vorgeschlagenen ADCs 24 Bit 
aufwärts sind? Gibts im Bereich 14/16 Bit nichts brauchbares? 24/32 Bit 
ist warscheinlich ziemlich anspruchsvoll vom PCB-Layout oder? Oder ist 
der Grund der, dass die bereits PGA und Temperaturmessung integriert 
haben und somit die Schaltung davor quasi entfällt?

Arc N. schrieb:
> Wenn nicht auf den letzten Cent geachtet werden muss, etwas mit
> Reserven einplanen (gilt auch für Mikrocontroller).

Ja macht Sinn. Mikrcontroller wird wohl ein Atmega "8-Bitter" werden. 
Ich weiß..alte Pferde aber da wohl auch die "Betriebsblindheit" da 
bereits sehr oft genutzt.

Arc N. schrieb:
> Vereinfachte Schaltung vor dem ADC (je nach Anwendung) u.a. durch die
> Integration von brauchbaren InAmps/PGAs mit hoher Eingangsimpedanz.

Guter Grund. Die integrierten PGA sehen gut aus. G = 128 und V_Ref von 
4,096 V dann wären mit Typ K bis zu 750 °C drin. Mit 16 Bit Auflösung 
des ADC wären das in der Theorie ca. 0,01 K/Bit. Da reicht dann aber die 
interne Temperaturreferenz nicht mehr aus. Dafür würde man sich den 
AD8495 sparen.

Arc N. schrieb:
> Einmalige Sache und/oder keine speziellen
> Anforderungen an die Größe etc. -> Evaluationskit direkt verwenden.

Da liegt der Hund begraben. Das ganze muss ziemlich klein werden. Also 
ohne ein eigenes Layout wird es nicht gehen. Deshalb bevorzuge ich auch 
ADC in mindestens 0.65er Pitch, damit ich das ganze noch mit Hand löten 
und die externe Bestückung umgehen kann.

Arc N. schrieb:
> Für den Anfang:
> https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/5450
> Ausführlicher:
> 
http://www.analog.com/media/en/training-seminars/design-handbooks/Basic-Linear-Design/Chapter12.pdf
> Noch ausführlicher: Siehe die Literaturangaben auf/in den verlinkten
> Seiten/PDFs.

Danke!

Peter D. schrieb:
> Warum sie notwendig ist oder was sie besser kann, konnte mir der
> Vortragende auch nicht schlüssig erklären.

Das nennt man dann wohl Kompetenz :)

Thermo schrieb:
> In meinem Kopf schwebt eher etwas im Bereich einiger ksps <

.... alle betrachten nur die AD-Wandlung. Das Gesammtsystem mit Sensor + 
Frontend + ADC ergeben zusammen die logisch erreichbare Samplingzeit. 
Ich habe aber noch nie ein so schnelles
Thermoelement gesehen welches mehr als 100 sps erfordert.

Frank

Frank schrieb:
> alle betrachten nur die AD-Wandlung

sagst du? oder wo steht das? Wer sagt denn, dass der Rest nicht 
betrachtet wurde.

Frank schrieb:
> Das Gesammtsystem mit Sensor +
> Frontend + ADC ergeben zusammen die logisch erreichbare Samplingzeit.

Richtig.

Frank schrieb:
> Ich habe aber noch nie ein so schnelles
> Thermoelement gesehen welches mehr als 100 sps erfordert.

Augen auf. Hab nur mal beispielsweise ein Datenblatt angehängt. Auf 
Seite 2 stehen Ansprechzeiten. Bei 0,03 mm Durchmesser sind in Wasser 
Ansprechzeiten von 0,002 Sekunden möglich. Wenn dann noch das 
Abtasttheorem eingehalten werden soll und bei gleicher Abtastrate 
eventuell noch digital nachbearbeitet werden soll ist man schnell bei 
meheren ksps.

ok. Ihr habt gewonnen :-)

Hi,

ich habe mittlerweile die Datenblätter der vorgeschlagenen ADCs 
grundlegend  durchstöbert. Irgendwie fällt es mir aber schwer, einen 
konkreten auszuwählen.

Da ich bisher immer nur die internen ADCs der Mikrocontroller verwendet 
habe möchte ich mich nicht gleich an das Komplizierteste heranwagen. 
Deshalb konnte ich einige mit sehr hohen Abtastraten (1-2 MSps) und 
Aufösungen (32 Bit) ausschließen.

Zudem bin ich mir unschlüssig ob es für meine Aufgabe sinnvoller ist 
eher zu einem ADC mit internem PGA oder zu einer Kombination aus AD8495 
und ADC zu greifen.

Gibt es Erfahrungswerte, ob einge der ADCs "freundlicher" in Bezug auf 
Layout und SPI-Timings sind?

Ich denke ich habe mich jetzt entschieden. Oder zumindest eine Tendenz. 
Ich werde mich wohl an die Circuit Notes halten und den AD8495 als 
Verstärker und den AD7684 als ADC-Driver verwenden. Als ADC selbst 
tendiere ich zu dem ADS1255. Denkt ihr die drei ICs könnten gut 
harmonieren. Beim AD7684 steht im Datenblatt, dass er ADCs mit 16 Bit 
treiben kann. Wie kommt diese Begrenzung zustande? Dann würde de ADS1255 
rausfallen..

Hab gerade gemerkt, dass ich mich verschrieben habe. Als ADC-Treiber 
meinte ich natürlich AD8476.

Weiß jemand wodurch die Begrenzung auf 16 Bit zustande kommt? Hier 
nochmal das Datenblatt zum IC.

http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD8476.pdf

Thermo schrieb:
> Weiß jemand wodurch die Begrenzung auf 16 Bit zustande kommt? Hier
> nochmal das Datenblatt zum IC.

Wahrscheinlich aus der Höhe der Verzerrungen beim Treiben eines 250kHz 
Signals (auf die sich die 16Bit-Angabe bezieht). Für einen 
höherauflösenden ADC dürfte dieser Treiber das SINAD des ADC limitieren.

Aber wie gesagt: es geht hier um ein 250kHz Testsignal. Da aus deinem 
Thermoelementeverstärker nicht annähernd solche Frequenzen rauskommen, 
ist das für deinen Aufbau wohl kaum ein relevanter Faktor.

Sapperlot W. schrieb:
> Ich wuerd einen ADC nehmen, der das alles schon drin hat.

Ja wäre mir auch am liebsten, allerdings finde ich keinen der mir 
komplett zusagt. ADCs mit integrierten PGAs gibts schon aber ein 
Temperatursensor fehlt den meisten die ich dann finde. Deshalb wollte 
ich den AD8495 vorschalten, damit er die Kaltstellenkompensation 
übernimmt. Mit Temperaturwiderstandsschaltungen habe ich mich bisher 
noch nie beschäftigt und ich würde eigentlich ungerne noch eine 
Baustelle aufmachen.

Achim S. schrieb:
> ahrscheinlich aus der Höhe der Verzerrungen beim Treiben eines 250kHz
> Signals (auf die sich die 16Bit-Angabe bezieht). Für einen
> höherauflösenden ADC dürfte dieser Treiber das SINAD des ADC limitieren.

Sowas in die Richtung hatte ich auch gedacht. Wenn ich mit 2-4 kSps 
abtasten sollte es dementsprechend dann kein Problem geben?!

Thermo schrieb:
> Sowas in die Richtung hatte ich auch gedacht. Wenn ich mit 2-4 kSps
> abtasten sollte es dementsprechend dann kein Problem geben?!

Die Verzerrungen hängen nicht von deiner Abtastrate ab sondern von der 
Signalform. Besser formuliert wäre also: da das Ausgangssignal des 
AD8495 sehr gemütlich ist, sollte das kein Problem geben.

Achim S. schrieb:
> da das Ausgangssignal des
> AD8495 sehr gemütlich ist, sollte das kein Problem geben.

Gemütlich ist natürlich immer eine Referenzsache :) Liegt schon im 
kHz-Bereich. Aber in Bezug auf 250 kSps ist das natürlich noch 
gemütlich. Dann bleibt mir wohl nichts anderes übrig als es 
auszuprobieren

Wozu ADC? Der ist im Vergleich zum Rest, was am µC dran ist, arschlahm.

Lieber extern mit OPV verstärken, durch einen spannungsabhängigen 
Frequenzgenerator umwandeln und dann die Frequenz bequem durch einen 
Counter auswerten.

gnom schrieb:
> Wozu ADC? Der ist im Vergleich zum Rest, was am µC dran ist,
> arschlahm.
>
> Lieber extern mit OPV verstärken, durch einen spannungsabhängigen
> Frequenzgenerator umwandeln und dann die Frequenz bequem durch einen
> Counter auswerten.

muss ja auch nicht "arschschnell" sein ;)

Kann ich den negativen Input vom ADC-Treiber auch auf GND legen und die 
Referenzspannungsquelle (2,5V) weglassen? Wenn ich nur positive 
Spannungen messen will?

Sapperlot W. schrieb:
> Was sagt denn das Datenblatt ?

Ich kann diesbezüglich nur drei Aussagen finden.

1.  The AD8476 can measure input voltages as large as the supply rails.

     - in meinem Fall 0 V und 5 V. Sollte also gehen.

2. The internal amplifier of the AD8476 has rail-to-rail inputs.
   To obtain accurate measurements with minimal distortion, the
   voltage at the internal inputs of the amplifier must stay
   below +V_ss − 1 V and above −VS.

     - Also zwichen 0 V und 4 V.

3. To convert a single-ended signal to a differential signal, connect
   one input to the signal source and the other input to ground

     - Genau das ist ja seine Aufgab in dieser Schaltung.

Auf Seite 19 im Datenblatt ist auch der typische Aufbau mit einem 
Eingang auf GND. Allerdings liegt hier auch eine negative 
Versorgungsspannung am negativen Rail an.

http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD8476.pdf

Thermo schrieb:
> Gemütlich ist natürlich immer eine Referenzsache :) Liegt schon im
> kHz-Bereich.

Ja, das behauptest du schon seit dem Vorgängerthread. Du wirst 
verzeihen, dass ich immer noch nicht davon überzeugt bin, weil du immer 
noch nicht dein Messobjekt vorgestellt hast.

Dass Thermoelemente so schnell sein können, weiß ich schon. Im 
Vorgängerthread hattest du mal geantwortet, dass das Messmedium "Metall" 
sei aber nichts zur Quelle deiner Temperaturänderungen gesagt. Deshalb 
habe ich weiterhin meine Zweifel.

Thermo schrieb:
> Aber in Bezug auf 250 kSps ist das natürlich noch
> gemütlich.

ja

Thermo schrieb:
> Dann bleibt mir wohl nichts anderes übrig als es
> auszuprobieren

Ausprobieren kannst du die Messung gerne (würde ich auch machen). Aber 
um zu testen, ob der Treiber SINAD oder ENOB des Aufbaus reduziert fehlt 
dir in deinem Messaufbau zumindest schon mal das saubere full-scale 
Testsignal.

Thermo schrieb:
> Kann ich den negativen Input vom ADC-Treiber auch auf GND legen und die
> Referenzspannungsquelle (2,5V) weglassen? Wenn ich nur positive
> Spannungen messen will?

Für V_OCM des ADC-Treibers wirst du wohl weiterhin irgendwas im Bereich 
2,5V brauchen. Wenn du es stattdessen auf 0V legst schlägt bei single 
supply automatisch einer der beiden Ausgänge an die Begrenzung an.

Achim S. schrieb:
> Für V_OCM des ADC-Treibers wirst du wohl weiterhin irgendwas im Bereich
> 2,5V brauchen. Wenn du es stattdessen auf 0V legst schlägt bei single
> supply automatisch einer der beiden Ausgänge an die Begrenzung an.

Okay. Ich brauche ja für den ADC sowieso eine 2,5 V Referenz damit ich 
bis +5V messen kann.  Demnach sollte ich die ja auch gleich mit an den 
Eingang vom Treiber schließen können. Aber in der Schaltung ist wenn ich 
das richtig sehe auch der INN Pin auf 2,5 V gezogen. Die Beschaltung vom 
Adjust Pin ist nicht genauer spezifiziert.

Ein andere Sache. Gibt es Spannungsregler, die besonders für den Einsatz 
am ADC geeignet sind? Ich benötige ja wenn ich das richtig sehe sowohl 5 
V für den Analogteil und 3,3 Volt für den Digitalteil des ADCs.

Danke

Thermo schrieb:
> Die Beschaltung vom
> Adjust Pin ist nicht genauer spezifiziert.

Trotzdem wirst du VOCM (den "Adjust-Pin") vernünftig vorgeben müssen, 
damit die Ausgangssignale (d.h. deren common mode Spannung) im 
gewünschten Bereich liegen. Wobei - ich sehe gerade:

The VOCM pin can be left unconnected, and the output common-mode voltage 
self -biases to midsupply by the internal feedback control.

Dann nehme ich das Statement von oben teilweise zurück: wenn du VOCM 
offen lässt wird er sich also von selbst auf ~Vdd/2 einstellen. Auf GND 
darfst du ihn aber weiter nicht legen.

Thermo schrieb:
> Ein andere Sache. Gibt es Spannungsregler, die besonders für den Einsatz
> am ADC geeignet sind?

Ich schätze mal da geht fast jeder, der die gewünschte Spannung erzeugen 
kann und diese Spannung nicht zu "wackelig und rauschig" macht. 
Irgendein Standard-Linearregler ist meist ok. Mehr als um den genauen 
Typ des Reglers würde ich mir um die Filterung und das Layout Gedanken 
machen (Platzierung der Kondensatoren, kleine Leiterschleifen, wenig 
Einkopplung von (Digital)-Störungen in den Analogteil, ....)

Achim S. schrieb:
> The VOCM pin can be left unconnected, and the output common-mode voltage
> self -biases to midsupply by the internal feedback control.

Jup das habe ich auch schon gelesen und ist gar nicht mal so passend. 
Das würde bedeuten,  dass bei 5 V Versorgung das Signal auf 2,5 V 
gezogen wird. Richtig? Der AD8495 gibt 5 mV pro °C aus. Das heißt es 
könnten von 2,5 V bis 5 V nur 500 °C gemessen werden. Dann würde ich 
eher drüber nachdenken den VOCM Pin wie im Datenblatt beschrieben mit 
einem niederohmigen Spannungsteiler auf eine Spannung um die 1 V zu 
ziehen.

Achim S. schrieb:
> Mehr als um den genauen
> Typ des Reglers würde ich mir um die Filterung und das Layout Gedanken
> machen (Platzierung der Kondensatoren, kleine Leiterschleifen, wenig
> Einkopplung von (Digital)-Störungen in den Analogteil, ....)

Ja ich weiß. Der komplizierte Teil fehlt noch..

Thermo schrieb:
> Das heißt es
> könnten von 2,5 V bis 5 V nur 500 °C gemessen werden.

Wenn VOCM auf 2,5V liegt, dann kann der differentielle 
Ausgangsspannungsbereich von -5V bis +5V gehen. (bzw. knapp darunter, 
weil die Ausgänge nicht vollständig an die Rails rankommen). Also für 
dich: -1000° (auch wenn < -273° schwer zu erreichen ist) bis +1000°. 
Wenn dein ADC zwischen -5V und +5V Differenzspannung vertragen sollte, 
dann ist das der VOCM-Wert mit dem größten Aussteuerbereich.

Thermo schrieb:
> Dann würde ich
> eher drüber nachdenken den VOCM Pin wie im Datenblatt beschrieben mit
> einem niederohmigen Spannungsteiler auf eine Spannung um die 1 V zu
> ziehen.

Damit kannst du dann nur bis knapp 400° messen. Die Gleichtaktspannung 
ist der Mittelwert der beiden differentiellen Ausgänge. Wenn VOCM auf 1V 
liegt, dann kannst du nur bis zu einer Differenzspannung von -2V bis +2V 
auslenken (weil dann einer der beiden Verstärkerausgänge an der unteren 
Versorgung anschlägt).

Ich glaube dann habe ich noch irgendwo Tomaten auf den Augen.
Angenommen ich messe nur positive Temperaturen, dann kommen doch aus 
meinem Thermoelementverstärker auch nur positive Spannungen am Ausgang 
raus.

Ich dachte, dass die 2,5 V dafür genutzt werden (wie man es häufig bei 
single-supply Audio Filtern macht) um das Signal auf 2,5 V zu ziehen. So 
dass eben 0 °C 2,5 V am Ausgang bedeutet und damit auch negative 
Temperaturen gemssen werden können. Wie können dann mit den restliche 
2,5 V bis zur Betriebsspannung 1000 °C gemessen werden wenn 5 mV pro °C 
aus dem Verstärker kommen?

Thermo schrieb:
> Ich dachte, dass die 2,5 V dafür genutzt werden (wie man es häufig bei
> single-supply Audio Filtern macht) um das Signal auf 2,5 V zu ziehen

Welche "die 2,5V"? Die am Minuseingang deines Verstärkers oder die am 
VOCM deines Vertärkers?

Ich habe oben von der Wahl von VOCM gesprochen und wie sie die 
Aussteuerbarkeit deines Verstärkers beschränkt. Den größten Bereich hast 
du für VOCM=2,5V. Damit ist der Ausgangsspannungsbereich von -5V bis +5V 
erreichbar. Bei VOCM=1V kommst du halt nur von -2V bis +2V (wegen der 
Begrenzung des Ausgangs).

Wenn der Ausgang den Bereich -5V bis +5V abdecken kann ist es natürlich 
immer noch eine Frage, ob du den Bereich durch das Eingangssignal auch 
tastsächlich nutzt. Wenn INP immer größer ist als INN, dann wird der 
Ausgang sich nur von 0V bis 5V bewegen.

Achim S. schrieb:
> Welche "die 2,5V"? Die am Minuseingang deines Verstärkers oder die am
> VOCM deines Vertärkers?

Die am Minuseingang wie in der Circuit Note gezeigt. Die Aufgabe des 
VOCM-Pins habe ich dann anscheinend noch nicht verstanden...

Aber wenn ich das dann richtig verstehe könnte ich den invertierenden 
Eingang auch auf Masse legen. Und wenn ich den VOCM-Pin unbeschaltet 
lasse wird dieser durch den internen Spannungsteiler auf 2,5 Volt 
gezogen. Damit sollte ich doch dann von etwas über 0 V (Raumtemperatur 5 
mV * 20 °C = 100mV) bis etwas unter 5 V messen können?!

Thermo schrieb:
> Die Aufgabe des
> VOCM-Pins habe ich dann anscheinend noch nicht verstanden.

Die Eingangsdifferenzspannung (INP-INN) legt die 
Ausgangsdifferenzspannung (OUTP-OUTN) fest. Aber sie legt nicht fest, 
welchen Wert OUTP und OUTN haben, sondern nur wie groß die Differenz 
zwischen beiden ist.

VCOM legt den Mittelwert von (OUTP+OUTN)/2 fest. Also z.B. den Wert, der 
an beiden Ausgängen anliegt, wenn am Eingang die Differenz 0V anliegt. 
Von VCOM aus werden die beiden Ausgänge nach oben und unten 
ausgesteuert.

Achim S. schrieb:
> VCOM legt den Mittelwert von (OUTP+OUTN)/2 fest. Also z.B. den Wert, der
> an beiden Ausgängen anliegt, wenn am Eingang die Differenz 0V anliegt.
> Von VCOM aus werden die beiden Ausgänge nach oben und unten
> ausgesteuert.

Okay das habe ich denk ich verstanden. Ist das dann der Grund warum der 
invertierende Eingang auf 2,5 V gelegt wurde? Dann wäre die 
Eingangsdifferenz bei 0°C: 0 - 2,5 V = -2,5 V. Bei unbeschaltetem 
VCOM-Pin liegt dieser auf 2,5V das bedeutet Die Differenzspannung am 
Ausgang ist -2,5 V + 2,5 V = 0 V - was ja 0°C entspricht. Also würde 
dann der ADC "0" ausgeben. Stimmt das oder ist das der Holzweg?

Thermo schrieb:
> Dann wäre die
> Eingangsdifferenz bei 0°C: 0 - 2,5 V = -2,5 V. Bei unbeschaltetem
> VCOM-Pin liegt dieser auf 2,5V das bedeutet Die Differenzspannung am
> Ausgang ist -2,5 V + 2,5 V = 0 V

Nein! Wenn die Eingangsspannung -2,5V ist, dann muss auch die 
Ausgangsspannung -2,5V sein. Dein Verstärker hat eine 
Differenzverstärkung von 1. Die differentielle Eingangsspannung ist 
genau so groß wie die differentielle Ausgangsspannung.

VCOM hat keinen Einfluss auf die Differenzspannung am Ausgang sondern 
nur auf die Gleichtaktspannung. Bei einem VCOM von 2,5V wäre der OUTn 
auf 2,5V+1,25V=3,75V. Der OUTp wäre auf 2,5V-1,25V=1,25V. Die 
Differenzspannung ist 1,25V-3,75V=-2,5V. Die Gleichtaktspannung wäre 
(3,75V+1,25V)/2=2,5V

Du verwechselst möglicherweise den VCOM-Pin dieses fully differential 
Amplifiers mit dem Ref-Pin von Instrumentenverstärkern (oder von 
Subtrahierverstärkern).

Okay sorry aber irgendwie bin ich gerade zu blöd dafür. Also einfach mal 
ein theoretisches Beispiel:

Das Thermoelement ist einer Temperatur von 100 °C ausgesetzt. Das 
entspricht nach Norm einer Thermospannung von 4,095 mV. Der AD8495 macht 
daraus mit G = 122,4 dann 501,228 mV. Ausgeben tut er die am Ausgang in 
Bezug auf Masse, da der Referenzpin auf Masseniveau liegt. Angenommen 
(anders als in den Circuit Notes) liegt der INN des AD8476 auf Masse 
also ist die Eingangsdifferenz V_diff = 501,228 mV. Soo...

Der VCOM-Pin ist unbeschaltet also auf 2,5 V Niveau. Was genau passiert 
jetzt. Die Differenz am Ausgang muss gleich der Differenz am Eingang 
sein. VCOM berechnet sich mit VCOM = (OUTP+OUTN)/2. Richtig? OUTN ist 
jetzt aber nicht wie INN auch 0 V denn dann wäre ja 2,5 = (501,228 mV + 
0 V) / 2. Dafür müsste erst noch die Mathematik geändert werden. Damit 
die Gleichtung aufgeht müsste gelten

OUTP = VCOM + V_diff = 2,5 V + 0,501228 = 3,001228 V     und..
OUTN = VCOM - V_diff = 2,5 V - 0,501228 = 1,998772 V

Dann würde gelten VCOM = ( 3,001228 + 1,998772 ) / 2 = 2,5 V
und alles wäre gut. Stimmt das soweit?

Da der ADC am Eingang auch wieder differentiell misst wird die 
Gleichtaktspannung von 2,5 V egalisiert, so dass am Ausgang des ADCs 
wieder nur die Differenz von 501,228 mV anliegt.

Falls das so stimmt dann verstehe ich nicht wie ich damit bis 1000 °C 
messen kann. Denn dann wäre die Differenzspannung am Eingang ja 5 V und 
nach der Gleichung oben OUTP = 7,5 V und OUTN = -2,5 V damit VCOM wieder 
2,5 V ergäbe. Also entweder meine Berechnung und Gedanken sind immernoch 
komplett falsch (bitte entschuldigt) oder ich bräuchte eine andere 
Spannungsversorgung.

Dann wieder

Thermo schrieb:
> Falls das so stimmt

das stimmt so

> dann verstehe ich nicht wie ich damit bis 1000 °C
> messen kann

Dann wiederhole ich noch einmal, was ich oben schon zweimal geschrieben 
habe: meine Betrachtung bezieht sich nur auf den erreichbaren 
Aussteuerbereich des Ausgangs. Mit VOCM kann der Ausgang von -5V bis +5V 
ausgesteuert werden. Das deckt den maximalen Spannungsbereich ab (10V), 
jeder andere Wert von VOCM liefert einen kleineren Spannungsbereich für 
den Ausgang.

Hättest du VOCM auf 1V gelegt (was dein Plan war), dann kämst du am 
Ausgang nur von -2V bis +2V und der Messbereich wäre eingeschränkt. Mit 
VOCM kann der Ausgang von -5V bis +5V ausgesteuert werden und begrenzt 
den Messbereich nicht mehr. Dafür begrenzt dann der Eingang (konkret der 
AD8495) den Messbereich.

Naja ich versteh es immer noch nicht wie mit dem Bereich 2,5 V bis 5 V 
1000°C gemessen werden können (Bei 5 mV/ °C) aber egal muss ich wohl 
noch weiter lesen.

Thermo schrieb:
> Falls das so stimmt dann verstehe ich nicht wie ich damit bis 1000 °C
> messen kann. Denn dann wäre die Differenzspannung am Eingang ja 5 V und
> nach der Gleichung oben OUTP = 7,5 V und OUTN = -2,5 V damit VCOM wieder
> 2,5 V ergäbe.

Oder ist das nicht richtig?! 7,5 V wären ja nunmal mehr als 5 V .

Probiere ich erstmal den Rest der Schaltung zu verstehen. Wieso der INN 
auf +2,5 V gezogen wird erschließt sich mir nämlich immer noch nicht und 
wofür der 49,9k Widerstand nach dem AD8495 benötigt wird auch nicht.

Thermo schrieb:
> Naja ich versteh es immer noch nicht wie mit dem Bereich 2,5 V bis 5 V
> 1000°C gemessen werden können (Bei 5 mV/ °C) aber egal muss ich wohl
> noch weiter lesen.

Nochmal: an der Stelle, wo die 1000K in Spiel kamen, ging es um den 
erlaubten Bereich der Ausgangsspannung in Abhängigkeit von VOCM. Der 
beträgt maximal 10V Spitze-Spitze (also von -5V bis +5V). Mit 10V 
könntest du bei einer Empfindlichkeit von 5mV/K rechnerisch einen 
Bereich von 2000K abdecken. Wenn man es auf den Bereich positiver 
Spannung einschränkt (was dein Ansatz war), dann bleiben 5V 
Aussteuerbereich übrig, also ein Bereich von 1000K.

Aber in all meinen Beträgen wiederhole ich nur, was ich ohnehin schon 
weiter oben geschrieben hatte. Deswegen schenke ich mir ab jetzt die 
Antwort, wenn du sie einfach nachlesen kannst, indem du im Thread weiter 
oben nachschaust ;-)