Hallo, ich habe folgendes Problem: Ich habe zwei Signale von 0-5 Volt. Dabei interssiert mich die Differenz der beiden Signale, welche ich A/D wandeln möchte. Antialiasing und Impedanzwandlung mal unberücksichtigt, scheint mir ein Differenzverstärker bzw. Subtrahierer geeignet zu sein Soweit korrekt? Der Opamp müsste ja mit dual supply versorgt werden. Nun ist es ja aber so, dass ich für die Anpassung an den ADC (auch 0-5 Volt) ohnehin einen Offset brauche. Kann ich mir die negative Versorgungsspannung dann nicht auch irgendwie sparen? Leider übersteigt das ganze meine Erfahrungen mit Opamps. Kann mich da jemand in die richtige Richtung schubsen? Dass ich am Ausgang nicht an die 0 bzw. 5 Volt komme macht übrigens nichts.
Md M. schrieb: > Kann ich mir die negative Versorgungsspannung dann nicht auch > irgendwie sparen? Das kommt auf den Spannungsbereich und die Geschwindigkeit deiner Signale an. Eine weitere Frage ist die Größe der Differenzspannung und die Genauigkeit, mit der du die messen willst. "So genau wie möglich" zählt nicht als Antwort ;-) Eine weitere Rolle bei der möglichen Lösung spielen die verfügbaren Resourchen, i.e. was hast du für einen A/D-Wandler (Auflösung, INL, Geschwindigkeit) und wie sieht es bei dem mit S&H aus?
Wolfgang schrieb: > Md M. schrieb: >> Kann ich mir die negative Versorgungsspannung dann nicht auch >> irgendwie sparen? > > Das kommt auf den Spannungsbereich und die Geschwindigkeit deiner > Signale an. Da kann ich eigentlich noch keine klare Aussage zu machen, die genannten 0-5 Volt werden aber auf keinen Fall über- bzw. unterschritten. Vermutlich bleiben beide Signale aber eher zwischen 1,5 und 2,5 Volt mit einer maximalen Frequenz von vielleicht 100Hz. Ich weiß aber auch das noch nicht genau. > Eine weitere Frage ist die Größe der Differenzspannung und > die Genauigkeit, mit der du die messen willst. "So genau wie möglich" > zählt nicht als Antwort ;-) Naja, theoretisch möglich wären 5 Volt. Realistisch ist aber 1 Volt. > Eine weitere Rolle bei der möglichen Lösung spielen die verfügbaren > Resourchen, i.e. was hast du für einen A/D-Wandler (Auflösung, INL, > Geschwindigkeit) und wie sieht es bei dem mit S&H aus? Es wird wohl ein MCP3008 werden. Auflösung ist demnach 10 Bit und INL +/- 1 LSB.
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Md M. schrieb: >> Eine weitere Frage ist die Größe der Differenzspannung und >> die Genauigkeit, mit der du die messen willst. "So genau wie möglich" >> zählt nicht als Antwort ;-) > > Naja, theoretisch möglich wären 5 Volt. Realistisch ist aber 1 Volt. Das ist die Angabe der möglichen Differenzspannung. Die geforderte Genauigkeit fehlt noch. Md M. schrieb: > Kann ich mir die negative > Versorgungsspannung dann nicht auch irgendwie sparen? Leider übersteigt > das ganze meine Erfahrungen mit Opamps. Kann mich da jemand in die > richtige Richtung schubsen? Dass ich am Ausgang nicht an die 0 bzw. 5 > Volt komme macht übrigens nichts. Nun, um ohne symetrische Versorgung auszukommen benötigst du zumindest einen Rail to Rail OPV, um in die Nähe von 5 Volt bzw. 0 Volt am Ausgang zu kommen. Ich nehme mal an das der OPV mit 5 Volt versorgt wird. Hier nur mal ein Beispiel: http://www.ti.com/product/OPA2345
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Md M. schrieb: > Es wird wohl ein MCP3008 werden. Auflösung ist demnach 10 Bit und INL > +/- 1 LSB. Wenn du in Sachen ADC noch so wenig festgelegt bist: warum nimmst du nicht gleich einen ADC mit echten Differenzeingängen und sparst dir den vorgeschalteten Verstärker? https://www.digikey.de/products/de/integrated-circuits-ics/data-acquisition-analog-to-digital-converters-adc/700?k=adc&k=&pkeyword=adc&pv346=23&pv346=190&pv346=126&pv346=426&pv346=102&pv346=192&pv346=193&pv346=144&pv346=2&FV=264000a%2C264000b%2C2640017%2C2640003%2C2640024%2C2640004%2C2640031%2C2640005%2C2640006%2C2640055%2C2640059%2Cffe002bc%2C7680055&quantity=0&ColumnSort=0&page=1&pageSize=25
Jörg R. schrieb: > Die geforderte > Genauigkeit fehlt noch. Ich sage einfach mal 0,05 Volt. Jörg R. schrieb: > Nun, um ohne symetrische Versorgung auszukommen benötigst du zumindest > einen Rail to Rail OPV, um in die Nähe von 5 Volt bzw. 0 Volt am Ausgang > zu kommen. Kann ich machen, die Wahl des OPV nehme ich nicht als besonders kritisch an. Ich bin davon ausgegangen, dass ich das ganze mit dem Offset etwas über 0 Volt schieben kann > Ich nehme mal an das der OPV mit 5 Volt versorgt wird. Ist zumindest angedacht, ja.
Was sagst du zum Vorschlag von Achim S.? Beitrag "Re: Differenzverstärker mit Offset für A/D-Wandlung"
Md M. schrieb: > Vermutlich bleiben beide Signale aber eher zwischen 1,5 und 2,5 Volt mit > einer maximalen Frequenz von vielleicht 100Hz. > Es wird wohl ein MCP3008 werden. Dann überlege dir mal, ob es nicht reichen würde, jedes Signal auf einen Eingangskanal des Wandlers zu geben und die Differenz hinterher zu rechnen. Du handelst dir dabei zwar einen Zeitversatz auf Grund von Multiplexerumschaltung und Nacheinanderausführung der Wandlungen ein, sparst dir aber komplett Analogrechner für die Differenzbildung mitsamt seinen Fehlern. Es kommt auf die (unbekannte) Anwendung an, wie kritisch das ist. Falls du die Differenz besser aufgelöst benötigst, gibt es auch 12Bit-Wandler ;-)
Achim S. schrieb: > Md M. schrieb: >> Es wird wohl ein MCP3008 werden. Auflösung ist demnach 10 Bit und INL >> +/- 1 LSB. > > Wenn du in Sachen ADC noch so wenig festgelegt bist: warum nimmst du > nicht gleich einen ADC mit echten Differenzeingängen und sparst dir den > vorgeschalteten Verstärker? > > https://www.digikey.de/products/de/integrated-circ... Oh. Ich wusste gar nicht, dass es sowas gibt. Der Grund dafür, dass ich den MCP3008 in Betracht gezogen habe war, dass ich ihn schonmal benutzt habe und außerdem ein paar davon hier liegen habe und somit das Wochende noch nutzen kann. Bei einem Blick in meine Bauteilesammlung habe ich doch glatt einen ADC0804LCN entdeckt, welcher einen Differenzeingang zu haben scheint. Die Auflösung ist zwar nur 8 Bit, aber das sollte mir reichen. Ich guck mir den mal genauer an.
Md M. schrieb: > Bei einem Blick in meine Bauteilesammlung habe ich > doch glatt einen ADC0804LCN entdeckt, welcher einen Differenzeingang zu > haben scheint. Er hat einen Differenzeingang, aber nur für positive Differenzspannungen. Aus seinem Datenblatt: "For VIN(−)≥VIN(+) the digital output code will be 0000 0000. " Wenn deine Differenzspannung immer positiv ist, dann passt das. Wenn nicht, dann nicht. Aber in der Liste, die ich dir weiter oben verlinkt habe, sind ein paar hundert unterschiedliche ADC-Typen aufgeführt, die echte Differenzeingänge haben und die mit 5V Versorgung auskommen und die 10Bit Auflösung oder mehr haben. Da findet sich bestimmt ein passender darunter ;-)
Wolfgang schrieb: > Es kommt auf die (unbekannte) Anwendung an Ist nichts geheimes. Es geht im Rahmen einer Abschlussarbeit um eine Neuauflage von dem Ding hier Beitrag "Re: Magnetfeld kontrollieren um Kugel zu bewegen (Kunstprojekt)" . Dabei geht es nicht direkt um das gleiche Thema, es wird nur als ein Anwendungsbeispiel herangezogen. Der MCP3008 war auch deswegen eine Wahl, weil er an ein System angeschlossen werden kann und soll, welches mit 3,3 Volt betrieben wird und ich mich nicht auch noch mit Pegelwandlung herumschlagen muss, oder wenn, dann nur an den SPI-Leitungen und nicht an einem Parallelinterface. SPI würde ich bevorzugen, ist aber kein absolutes Muss. Vielleicht nehme ich doch einfach den MCP3008 und mache es, wie Wolfgang vorgeschlagen hat. Zeitversatz dürfte bei einem mechanischem System kaum eine Rolle spielen denke ich, und wenn doch, dann parallelisiere ich eben - das ganze soll auf einem FPGA basieren. Ich weiß, Kanonen auf Spatzen, aber das soll so sein.
Ich würde auch zuallererst prüfen, ob es nicht reicht zwei single ended Eingänge des ADCs zu verwenden, wie von Wolfgang vorgeschlagen. Bei allem, das "in Hardware" von differenziell auf single ended wandelt, hast du nämlich immer das "Problem", dass ein differenzielles Signal mit +-5V eben einen Hub von 10V hat, den du dann irgendwie single ended darstellen musst.
Jepp, so wird's gemacht denke ich. Ich seh schon, ich hab mich da in Unsinn verrannt und eine unnötige Baustelle aufgemacht.
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