Analogeingang: Differenziell und Gleichtaktspannung

[Tony S. (tooony)]

Hallo in die Runde,

aktuell stehe ich vor folgendem Problem und hoffe auf eure Anstöße:
An einen Mikrocontroller vom Typ Atmega 2560 soll ein Analogeingang mit 
folgenden Eigenschaften bereitgestellt werden:

- differenziell -10 bis +10 Volt
- Gleichtaktspannungen bis 100 Volt
- Eingangsimpedanz 2000 Ohm

Die Beschreibung der Eigenschaften des Analogeingangs stammt aus der 
Beschreibung eines älteren Boards.

Die Umsetzung eines differenziellen Eingangs sehe ich aktuell mit einem 
via SPI angebundenem ADS1118 (16 Bit) vor (OPV zur Skalierung 
vorgeschalten. Meine Frage ist jetzt, wie lege ich den Analogeingang 
aus, um ebenfalls Gleichtaktspannungen bis 100 Volt verarbeiten zu 
können? Ich vermute, dass ein Instrumentenverstärker hier nötig ist? 
Kann jemand weiterhelfen und Schaltungs- bzw. Bauteilempfehlungen 
nennen?

Gruß,
Tony

[Falk B. (falk)]

@Tony S. (tooony)

>- differenziell -10 bis +10 Volt
>- Gleichtaktspannungen bis 100 Volt

Ganz schön viel.

>- Eingangsimpedanz 2000 Ohm

Differentiell oder Gleichtakt? 100V an 2k macht 50mA bzw. 5W.

>Die Umsetzung eines differenziellen Eingangs sehe ich aktuell mit einem
>via SPI angebundenem ADS1118 (16 Bit) vor (OPV zur Skalierung
>vorgeschalten.

Das reicht nicht.

> Meine Frage ist jetzt, wie lege ich den Analogeingang
>aus, um ebenfalls Gleichtaktspannungen bis 100 Volt verarbeiten zu
>können? Ich vermute, dass ein Instrumentenverstärker hier nötig ist?

Ja.

[Tony S. (tooony)]

Falk B. schrieb:
>>- Eingangsimpedanz 2000 Ohm
>
> Differentiell oder Gleichtakt? 100V an 2k macht 50mA bzw. 5W.

Das ist genau mein Problem: Das kommt aus der alten Beschreibung die ich 
habe nicht heraus (die Daten sind so angegeben wie ich sie hier 
geschrieben habe). Ich denke die angegebene Eingangsimpedanz kann 
zunächst vernachlässigt werden, sodass der Analogeingang primär die 
Spannungen schafft.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Tony S. schrieb:
> An einen Mikrocontroller vom Typ Atmega 2560 soll ein Analogeingang mit
> folgenden Eigenschaften bereitgestellt werden:
Welche Auflösung brauchst du im µC?
Welche Signalfrequenzen hast du?
Ist die Gleichtaktspannung statisch oder eine hochfrequente Störung?

[georg (Gast)]

Tony S. schrieb:
> Meine Frage ist jetzt, wie lege ich den Analogeingang
> aus, um ebenfalls Gleichtaktspannungen bis 100 Volt verarbeiten zu
> können?

Wenn du eine Analogschaltung hast, die +-10V Eingangsspannung verträgt, 
kannst du natürlich deine Quelle über einen Spannungsteiler 10:1 
anschliessen.  Dadurch wird die Auflösung um den Faktor 10 geringer als 
bei direktem Anschluss, aber das kann man ja leicht ausgleichen.

Ein Isolationsverstärker wäre eine allerdings teure Alternative, dafür 
kann der viel mehr als 100 V und eliminiert auch sonstige Störungen.

Georg

[Tom (Gast)]

AD8479

[Tony S. (tooony)]

Lothar M. schrieb:
> Welche Auflösung brauchst du im µC?
> Welche Signalfrequenzen hast du?
> Ist die Gleichtaktspannung statisch oder eine hochfrequente Störung?

Die Auflösung sollte bei 10 Volt differentiell mindestens 16 Bit haben.
Nach aktueller Zuarbeit vom Kollegen bezieht sich die 100V 
Gleichtaktspannung auf Störungen, sodass es insgesamt ein normaler +-10 
Volt Analogeingang ist ( der gegenüber GND bis 100 Volt 
störunempflindlich ist).

[MaWin (Gast)]

Tony S. schrieb:
> vermute, dass ein Instrumentenverstärker hier nötig ist? Kann jemand
> weiterhelfen und Schaltungs- bzw. Bauteilempfehlungen nennen?

INA117

[Tony S. (tooony)]

Hallo in die Runde,

ich muss diesen Beitrag leider nochmal rauskramen. In Sachen 
Instrumentenverstärker habe ich mich für den INA117 entschieden. Als ADC 
nutze ich den ADS1118.

Mir ist es noch nicht ganz schlüssig, wie ich das Single-Ended-Signal 
(-10V..+10V) vom INA117 Ausgang am besten an den ADC bekomme. Mein 
Ansatz wäre einen OPV als Addierer zu nutzen (+10V) und dahinter einen 
Spannungsteiler um den Spannungsbereich des ADC1118 zu erreichen.

Könnte das so klappen oder nutzt man hierfür einen anderen Ansatz? Hat 
jemand bereits Erfahrung bei sowas oder kann ein Beispiel vorstellen?

Vielen Dank für eure Mühe!

[Tony S. (tooony)]

Tony S. schrieb:
> Mein
> Ansatz wäre einen OPV als Addierer zu nutzen (+10V) und dahinter einen
> Spannungsteiler um den Spannungsbereich des ADC1118 zu erreichen.

EDIT: Nach dem INA117 erst der Spannungsteiler und anschließend der 
Addierer.