Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik zuviel Rauschen im Spannungsteiler


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von derFragende (Gast)


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Hallo zusammen,
ich hab einen ADC und will dort eine +-12V Spannung messen. Da der ADC 
nur +-0,5V verträgt habe ich einen Spannungsteiler gebaut.
R1 (liegt am +-12V Signal)= ~105kOhm
R2 (liegt zwischen Messpunkt und Masse)=4,7kOhm

Wenn ich abtaste zeigt sich dass ich ein extremes Rauschen drauf habe. 
Nach ein paar Untersuchungen hat sich gezeigt dass ohne dem ADC 
angeschlossen das Signal von der +-12V Platine super ist. Mit 
angeschlossenem ADC richtig verrauscht. Jetzt habe ich schon zum 
Abtastpunkt (nicht der bei Masse) eine Diode in Reihe gepackt. Ist 
besser aber nicht gut.
Kondensatoren in Reihe zum Wiederstand bringen nichts.

Hat jemand eine Idee wie ich das Signal noch besser glätten könnte?

von Rainer U. (r-u)


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derFragende schrieb:
> Kondensatoren in Reihe zum Wiederstand bringen nichts.

Versuch mal 10-100nF PARALLEL zu R2

von Michael B. (laberkopp)


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derFragende schrieb:
> Hat jemand eine Idee

Datenblatt lesen !

Maximale Eingangsimpedanz für fehlerfreie Wandlung rausfinden.

Mit Widerstandswerten von deinem Spannungsteiler vergleichen.

GGf. Werte verkleinern.

Rauschen mit thermischem Widerstandsrauschen vergleichen.

Liegt das Rauschen höher, Rauschen auf GND messen.

Muss man nicht so schnelle Signale erfassen:
kleiner Kondensator parallel zwischen Eingang und AGND.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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derFragende schrieb:
> Mit angeschlossenem ADC richtig verrauscht.
Und das hast du womit und wie gemessen?

von derFragende (Gast)


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Da hab ich nix gelesen. ich nutze den ADC in nem SoC steckt (Zynq SoC)

Hab mir den Signalverlauf mit dem Oszi angeschaut...

von Lama (Gast)


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-> eine Möglichkeit wäre es auch dass dein SoC grottenschlecht 
abgeblockt ist...

von Gustl B. (-gb-)


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Also ich verwende den XADC auch und messe damit von -12V bis +12V. Dafür 
gebe ich das Signal auf einen AD8138, mache es damit differentiell und 
verringrere den Hub. V_cm habe ich auf ca. 0,5V eingestellt.

Hier in diesem Tread sieht man das Ergebnis. Das ist einigermaßen 
rauschfrei. Beitrag "XADC Differential Input im Bipolar Mode"

von Simon D. (simon_d273)


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Wenn ich Spannungen mit Spannungsteilern mit hoher Impedanz Messe, packe 
ich dahinter, wenn es die gewünschte Bandbreite erlaubt, mindestens 
einen Kondensator, der ein vielfaches der Kapazität des internen 
Samplers vom ADC hat - z. B. die tausendfache für ein Promille Fehler. 
Meistens spendiere ich noch einen Impedanzwandler, wenn die Leiterbahn 
etwas länger wird und Kosten keine große Rolle spielen. Wenn du keinen 
impedanzwandler verwendest, solltest du den Teiler mit Kondensator so 
wie nah wie möglich an den ADC bringen. So kannst du den Effekt noch 
weiter verringern.

von M.A. S. (mse2)


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Lothar M. schrieb:
> derFragende schrieb:
>> Mit angeschlossenem ADC richtig verrauscht.
> Und das hast du womit und wie gemessen?

...und was kam bei der Messung überhaupt raus? Was heißt "richtig 
verrauscht"?
Welche Auflösung hat eigentlich der ADC?

: Bearbeitet durch User
von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Warum schafft es bloß schon wieder jemand, durch maximale Anwendung der 
Salamitaktik die Aufmerksamkeit anderer qualifizierter Forenteilnehmer 
so auf sich zu lenken? kopfschuettel

: Bearbeitet durch User
von Gustl B. (-gb-)


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Der ADC ist der XADC im Xilinx FPGA. Die Samplerate kann man natürlich 
einstellen, maxiaml geht 1 MSample/s. Der ADC hat eine Auflösung von 12 
Bit.

Hier Beitrag "XADC mit bipolar Eingängen funktioniert nicht" hat derselbe schonmal 
gefragt. Ich hatte ihm dort schonmal die Eingangsbereiche erklärt. Aber 
die Samplerate steht auch dort nicht.

Ich vermute er wird einen weiteren Thread eröffnen und uns dort die 
Samplerate mitteilen.

von M.A. S. (mse2)


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Gustl B. schrieb:
> Der ADC ist der XADC im Xilinx FPGA.

Gustl B. schrieb:
> Hier Beitrag "XADC mit bipolar Eingängen funktioniert nicht" hat
> derselbe schonmal
> gefragt.

Danke für den Hinweis.  :)


Andreas S. schrieb:
> Warum schafft es bloß schon wieder jemand, durch maximale Anwendung der
> Salamitaktik
Die Salami ist als noch viel weiträumiger und damit dünner verteilt, als 
auf den ersten Blick zu sehen war.   ;)

von derFragende (Gast)


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Die Salami ist deshalb weit verteilt, weil ich davon ausgehe 
verschiedene Probleme zu haben, die Schlussendlich alle beim selben 
wieder rauslaufen.
Sorry dafür!
Ich taste mit 1MSPS ab! (juhu kein neuer Forumsbeitrag)

Und dass ich Rauschen drauf bekomm, liegt daran, dass wenn ich von 
Platine A +-12V Messe kein Rauschen drauf hab (auch nicht wenn ich auf 
+-0,5V gehe) und wenn ich den ADC auf dem Zybo-Board (Platine B) 
anschließe ich in beiden Bereichen Rauschen habe. Gesehen habe ich das, 
indem ich ein Oszi angeschlossen habe und mir die Signalverläufe meines 
+-12V Signals und meines +-0,5V signals angeschaut habe.

Die Idee mit dem Kondensator ist gut. Mir ist grad nur nicht klar, ob 
ich den in den Pfad packe, worüber ich messe oder nicht.

@Gustl B.:_Ich habe deinen Betrag schon gelesen und sehe dort 
(vermutlich) das selbe Problem wie bei dir damals. Nur leider bin ich 
eventuell nicht fähig die Problemlösung von dir zu verstehen und 
anzuwenden.. Sorry dafür dass ich n totaler Anfänger bin, der hier 
versucht n bisschen Spaß dran zu haben und deshalb dumme Fragen 
stellt....

von M.A. S. (mse2)


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derFragende schrieb:
> ...(juhu kein neuer Forumsbeitrag)
+1 von mir erstmal dafür.   :)

(Hat ein anderer schon wieder weggenommen, Pech.)


derFragende schrieb:
> Ich taste mit 1MSPS ab!

Ohne Dein Problem genauer durchdacht zu haben: Bei Rauschproblemen im 
Zusammenhang mit AD-Wandlern besteht immer der Verdacht, dass das ganze 
irgendwie mit 
EMV/Signalintegrität/GND-Führung/Versorgungsspannungsentkopplung etc. zu 
tun hat. (Wahrscheinlich eher weniger mit dem thermischen Rauschen, das 
von ohmschen Widerständen erzeugt wird.)

Wenn Dir hier jemand kompetenten Rat geben soll, müsste er schon den 
Aufbau des gesamten Systems kennen (das trifft ganz besonders dann zu, 
wenn sich die Sache auch noch auf mehrere Boards verteilt).

In solchen Fällen reichen nicht mal Schaltpläne, da muss man die genaue 
Ausführung der Verkabelung kennen.

;)

: Bearbeitet durch User
von Possetitjel (Gast)


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derFragende schrieb:

> Und dass ich Rauschen drauf bekomm, liegt daran,
> dass [...]

... Du ohne Nachzudenken jede beliebige Störung als
"Rauschen" bezeichnest.

Rauschen ist eine breitbandige, zufällige, zum
Nutzsignal unkorrelierte Störung.

Schaltflanken, die von der Digitalmimik in den ADC
einkoppeln, sehen zwar vielleicht aus wie Rauschen,
sind aber keins.

von Gustl B. (-gb-)


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Also bei mir ist es folgende Schaltung:

AD8138 der mit ±5 V versorgt wird. An V_OCM ist 0,5 V angeschlossen. R_g 
ist jeweils 1 kOhm und R_f 50 Ohm. Der negative Eingang ist über R_g an 
Masse angeschlossen, der positive Eingang über seinen R_g an den 
Signaleingang.

von Kevin K. (nemon) Benutzerseite


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Kollege, mach ein gutes Bild von deinem Schaltplan und gerne auch der 
Elektronik, von der du die Spannung misst. Dann kommt da noch ein gut 
auseinanderdröselbares Bild von deinem Layout dazu, sonst gibt es hier 
keine passende Hilfe.
Wenn dein Analog-Frontend Murks ist, ist egal, ob der ADC mit 1 MS/s 
abtastet oder 1S/s. Wenn du die Messwerte gleich zusammenstauchst, sieht 
das Rauschen gleich aus.

Also: nix Text, sondern Bilder!

von Lurchi (Gast)


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Der "Rauschen" könnte auch eine Rückwirkung des ADC sein. Je nach ADC 
sind da Stromspitzen vom laden des Sampling Kondensator normal - je nach 
Wellenform kann man einiges an AC sehen, was aber nicht unbedingt stören 
muss. Die Samplingrate hat da schon einen Einfluss.

Wichtig wäre auch noch wie schnell (mit welcher Rate/Bandbreite) die 
Daten benötigt werden. Digitales mitteln kann einiges ausgleichen, 
insbesondere höherfrequente Störungen, ggf. aber auch 50 Hz/100 Hz.

von Michael K. (Gast)


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Dein ADC wird einen internen sample and hold Kondensator laden zu Beginn 
einer jeden Wandlung.
Der Peakstrom während der Ladung ist aber durch nichts gepuffert ohne 
deutlich größeren C am Eingang.
Das führt zu Spannungseinbrüchen über den Spannungsteiler und regt die 
parasitären L/C in deinen Bauteilen zum schwingen an.

Einen C in Reihe und Du kannst nur noch AC messen.
Eine Diode in Reihe ist ganz blöd.
Die Vf ist stark unlinear, Strom und Temperaturabhängig.

Kombinierst Du wild Bauteile bis das durch Zufall geht oder hast Du eine 
Theorie dazu C bzw. D in Reihe zu schalten?

von Harald W. (wilhelms)


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derFragende schrieb:

> Hab mir den Signalverlauf mit dem Oszi angeschaut...

Wer misst, misst Mist.

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