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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsreferenz geeignet für ADC?


Autor: Rike (Gast)
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Hi,

ich plane immer noch mein Layout mit dem ADS1255 ADC. Bin eigentlich 
schon bei einer Version bei der ich sagen würde dass sie funktioniert. 
Momentan stell ich mir bei meiner Spannungsreferenz die Frage ob diese 
ohne Weiteres geeignet ist.
Ich nutze eine ADR441 2,5V Spannungsreferenz. Im Datenblatt des ADC ist 
auf Seite 29 eine Beispielschaltung für einen Puffer angegeben. Dieser 
ist aber optional und muss nur genutzt werden wenn die Spannungsquelle 
nicht geeignet ist die Pins direkt zu treiben. Als Beispiel für nicht 
geeignete Varianten werden hier Spannungsteiler oder hochimpedante 
Quellen genannt. Hängt wenn ich das richtig verstanden habe damit 
zusammen ob die Quelle die Eingangskondensatoren treiben kann. Ich hatte 
eigentlich nicht vor den Puffer zu verbauen. Hauptsächliuch aus 
platzgründen und weil ich alle anderen Komponenten vorrätig habe. Könnte 
mir jemand behilflich sein und sagen auf welche Parameter ich bei der 
Referenzspannungsquelle achten muss um rauszufinden ob sie direkt 
geeignet ist?

Hier die beiden Datenblätter:

ADC:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads1255.pdf

Spannungsreferenz:
http://www.analog.com/media/en/technical-documenta...

Vielen Dank

Autor: ths (Gast)
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Man müsste schon ein bisschen mehr darüber wissen, was du vor hast. Die 
zeitliche Drift der Referenz z.B. kommt ins Spiel, wenn du nicht 
ratiometrisch arbeitest, also etwa die Speisung einer Wheatstone Brücke 
nicht daraus ableitest oder meinetwegen die Referenzspannung für einen 
DA Wandlere woanders hernimmst.

usw

Autor: Rike (Gast)
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ths schrieb:
> Man müsste schon ein bisschen mehr darüber wissen, was du vor
> hast. Die
> zeitliche Drift der Referenz z.B. kommt ins Spiel, wenn du nicht
> ratiometrisch arbeitest, also etwa die Speisung einer Wheatstone Brücke
> nicht daraus ableitest oder meinetwegen die Referenzspannung für einen
> DA Wandlere woanders hernimmst.
>
> usw

Ich verstehe deine Antwort nicht so ganz. Die Spannungsreferenz dient 
als Referenzquelle für den ADC. Pin 3/4 auf Seite 28 im Datenblatt.

Autor: ths (Gast)
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OK. Worauf kommt es an? Was ist die Quelle, die digitalisiert werden 
soll?

Autor: M. Köhler (sylaina)
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Deine Referenz hat nen Rauschen von 1.2 uV p-p, dein AD-Wandler macht 24 
bit...damit sind quasi die ersten (ins blaue geschätzte, nicht 
gerechnete) 3-4 Bit eigentlich für die Tonne.
In welchem Temperaturbereich arbeiten wir hier? Lassen wir das Rauschen 
mal außer acht dann darf, um die 24 bit auch wirklich nutzen zu können, 
die Referenz beim A-Grade auf 0.01 K temperaturstabil sein. Und beim 
B-Grade deiner Referenz müssen's schon 0.003 K bzgl. 
Temperaturstabilität sein.
Denk darüber auch mal nach ;)

Autor: Rike (Gast)
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M. K. schrieb:
> Deine Referenz hat nen Rauschen von 1.2 uV p-p, dein AD-Wandler macht 24
> bit...damit sind quasi die ersten (ins blaue geschätzte, nicht
> gerechnete) 3-4 Bit eigentlich für die Tonne.

Ja das weiß ich. Es müssen auch nicht die vollen 24 Bit ausgenutzt 
werden. 18 reichen auch. Die Referenz habe ich nunmal schon da. Hättest 
du bessere Referenzen mit geringerem Rauschen im Kopf, die man bei 
Reichelt oder Conrad bekommen würde?

M. K. schrieb:
> In welchem Temperaturbereich arbeiten wir hier?

20-30 °C ca.

Mir ging es aber auch hauptsächlich darum ob die Referenz für den ADC 
gepuffertz werden muss, oder ob ich die direkt anschließen kann.

Danke

Autor: MaWin (Gast)
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Rike schrieb:
> Mir ging es aber auch hauptsächlich darum ob die Referenz für den ADC
> gepuffertz werden muss,

Nein.
Es muss aber der 100nF Kerko dran, damit die Spezifikation eingehalten 
wird. Und zwar so dass es auch nur ein Kondensator ist und nicht eine 
Spule. Also niederimpedant mit Massefläche ohne Einstreuungen, nichg mal 
1uV Spannungsabfall durch Ströme.

Rike schrieb:
> Es müssen auch nicht die vollen 24 Bit ausgenutzt werden. 18 reichen
> auch

Dein Glück, denn für 24 bit Genauigkeit ist die ADR441 schlicht 
unzureichend (und jede andere Ref auch).

Autor: Rike (Gast)
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MaWin schrieb:
> Nein.

Hast du dafür auch eine Begründung?

MaWin schrieb:
> Es muss aber der 100nF Kerko dran, damit die Spezifikation eingehalten
> wird.

Klar der ist natürlich eingeplant. 10µ und 100n am Eingang und 100n am 
Ausgang. Zudem die drei C's an den Eingängen des ADC. Wie im Datenblatt 
gezeigt.

MaWin schrieb:
> Dein Glück, denn für 24 bit Genauigkeit ist die ADR441 schlicht
> unzureichend (und jede andere Ref auch).

Glaube jemand der ernsthaft auf 24 Bit aus ist stellt hier nicht solche 
Fragen. Aber wie macht man es denn wenn JEDE Referenz zu ungenau ist?

Autor: ths (Gast)
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Das ist einfach. Du kauft eintausend Referenzen, packst sie unter 
Spannung in einen 60-80 °C warmen Schrank und guckst dir alle paar 
Wochen / Monaten an, wie sie gedriftet sind.

Autor: M. Köhler (sylaina)
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Rike schrieb:
> Glaube jemand der ernsthaft auf 24 Bit aus ist stellt hier nicht solche
> Fragen. Aber wie macht man es denn wenn JEDE Referenz zu ungenau ist?

1. Ja, solche Fragen werden hier eindeutig dazu gestellt (aber nicht von 
dir ;))
2. MaWin meinte hierbei eine fertige Lösung, also Chip kaufen, einbauen, 
glücklich sein. So einfach ist es beim 24 bit Bereich nicht. Es gibt 
hier im Forum (glaube sogar in diesem Unterforum sogar) aber einen 
Thread, der das Thema behandelt. Ich komm nur grad nicht drauf wie der 
genau heißt.

Rike schrieb:
> Mir ging es aber auch hauptsächlich darum ob die Referenz für den ADC
> gepuffertz werden muss, oder ob ich die direkt anschließen kann.

Ich bin da MaWins Meinung: Du kannst hier direkt anschließen, eine 
Pufferung wirst du nicht benötigen.
Bezüglich Temperaturstabilität ist für dich vielleicht die AN161 von TI 
(glaub ich) interessant. Die behandelt das Thema recht gut soweit ich 
mich erinnere und bietet einen interessanten Einstieg in diese Thematik.

Autor: Bastiaan (Gast)
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wie sieht dein spannungsversorgung aus? Was fuer mich funktioniert hat 
ist das folgende. Ich komm auf ein resolution bei ein ads1256 auf 22 
bit. Was akzeptabel ist.

Wenn das dein problem ist, seperate boards bauen.
Emi filter + acdc filter + lineare regler +-15V? +LM317, LM199,
Seperate Leistungsschaltung. genügend caps. Und seperate ADC board. 
Kleine Brötchen backen. Analoge ground so gross wie moglich, (book 
grounds for grounding durchlesen)

Hohe strome vermeiden, und seperate boards fuer leistungen.

2e schritt:
Oder ein Spannungsreferenz mit precisions opamps bauen +LM199, und sehr 
genaue wiederstande mit sehr niedrige PPM's?
Beitrag "Konstantstromquelle mit Op-Amp - Dimensionierung"

Konnte das helfen?

Mit freundlichen Grüßen

Bas

Autor: Sven D. (sven_la)
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Bastiaan schrieb:
> Konnte das helfen?

Kaum, denn:

Rike schrieb:
> Mir ging es aber auch hauptsächlich darum ob die Referenz für den ADC
> gepuffertz werden muss, oder ob ich die direkt anschließen kann.

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
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Rike schrieb:

> MaWin schrieb:
>> Nein.
>
> Hast du dafür auch eine Begründung?

Innenwiderstand der Referenz.

>> Dein Glück, denn für 24 bit Genauigkeit ist die ADR441 schlicht
>> unzureichend (und jede andere Ref auch).

> Glaube jemand der ernsthaft auf 24 Bit aus ist stellt hier nicht solche
> Fragen.

Und einer, der auf 18 Bit Genauigkeit aus ist, auch nicht.
Deshalb auch die Frage nach der Quelle, die digitalisiert
werden soll. Nur die wenigsten Sensoren liefern ein derart
genaues Signal.

> Aber wie macht man es denn wenn JEDE Referenz zu ungenau ist?

Man nimmt ein Josephson-Normal? :-)

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