Hallo, zur Messung einer Spannung, bspw über einen Widerstand, habe ich einen Sigma-Delta-Wandler mit zwei Inputs (Vin+,Vin-) und beide haben einen Input Range von +/-50mV. Nun habe ich folgendes Verständnis-Problem: Ich versorge meinen Wandler mit einer Spannung von VDD gegen GND. Messen/Modulieren will ich die (Differenz-)Spannung zwischen Vin+ und Vin-, also (Vin+ zu GND)-(Vin- zu GND). Jetzt habe ich aber irgendwo gelesen, dass Vin- negativ gegen GND sein muss, weil negativer analoger Eingang. Wieso steht dann im Datenblatt ein Input Range von +/-50mV für Vin-? Verstehe ich es richtig, dass sowohl Vin+ als auch Vin- positiv gegen GND sein kann und der Wandler mir dann die Differenzspannung beider Eingänge moduliert/als Bitstrom ausspuckt? Wenn mein Gedankengang bis jetzt richtig war, wie steuer ich den Wandler optimal aus? Soll ich es so auslegen dass für R maximal sowohl Vin+ und Vin- 50mV werden, oder soll ich es so auslegen, dass die Differenz maximal wird? Danke schon mal Grüße LF
Marion J. schrieb: > der Wandler mir dann die Differenzspannung beider > Eingänge moduliert/als Bitstrom ausspuckt? Beide Eingänge müssen innerhalb +-50mV liegen. Gemessen wird die Differenz, wobei die Lage innerhalb der +-50mV möglichst keinen Einfluss hat (steht irgendwo im Datenblatt wieviel). Logischerweise ist damit die Differenz auf 100mV begrenzt, aber das ist nur bei optimaler Vorverarbeitung des Signals erreichbar. Marion J. schrieb: > Soll ich es so auslegen dass für R maximal sowohl Vin+ und > Vin- 50mV werden, oder soll ich es so auslegen, dass die Differenz > maximal wird? Wie erklärt, spielt die Signallage im Bereich +-50mV garkeine Rolle für das Ergebnis. Egal ob V+ +50mV und V- +40mV oder V+ -40mV und V- -50mV, es muss +10 mV rauskommen. Natürlich ist es im Interesse der Genauigkeit am besten wenn die Differenz möglichst gross ist. Aber wenn man statt 100mV Differenz nur 50mV realisieren kann verliert man halt 1 Bit. Also allzu kompliziert sollte man die Signalaufbereitung nicht machen. Georg
@ TO: vielleicht wäre es noch eine gute Idee zu verraten, um welchen konkreten ADC es denn geht. Dann kann man selbst mal in dessen Datenblatt nachschauen und muss sich nicht auf deine Interpretation verlassen um zu bewerten, ob deine Interpretation richtig ist.
Ich gehe mal davon aus das es sich um AMC1x0xL05 handelt. Dafür gibt es eine Beispielschaltung für eine Spannungsmessung im Datenblatt (9.2.2 Isolated Voltage Sensing) https://www.ti.com/lit/ds/sbas655e/sbas655e.pdf Wo ist also das Problem? Grundsätzlich steht alles in den Electrical Characteristics :
1 | ANALOG INPUTS |
2 | VClipping |
3 | Maximum differential voltage input range |
4 | (AINP-AINN) ±62.5 mV |
5 | FSR Specified linear full-scale range |
6 | (AINP-AINN) –50 50 mV |
7 | VCM Operating common-mode input range –0.032 1.2 V |
Im wesentlichen repräsentiert der Bitstrom die Differenz der beiden Eingänge und diese dürfen gegen GND eine Spannung von -32mv bis +1.2V haben. Und ein Bitstrom von 1 sind 62,5mV! genauso wie 0 -62.5mV differenz bedeutet.
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Erst einmal vielen Dank für die vielen Rückmeldungen und Erklärungen. @Alexander: In der Beispielschaltung des AMC1x0xL05 hängt der negative Eingang jedoch an GND. Die Differenz positiver Eingang zu negativer Eingang ist also gleich der Spannung positiver Eingang gegen GND. In einer Sigma-Delta-Doku stand bei diff. Inputs "one input is positive with respect to ground while the other is negative". Das hatte ich eben so interpretiert, dass Vin- negativ sein MUSS. Deshalb das Fragezeichen bezüglich der DB-Angaben die einen +/-Range angeben jeweils für beide Eingänge. Ich bin absoluter Newbie und mir war die Bedeutung der DB-Angaben nciht ganz klar.
Christine B. schrieb: > In einer Sigma-Delta-Doku stand bei diff. Inputs "one input is positive > with respect to ground while the other is negative" Ich denke das ist einfach nur falsch, das ist keineswegs ein echter differentieller Eingang. Alexander B. schrieb: > Maximum differential voltage input range > (AINP-AINN) ±62.5 mV Demnach kann Vdiff auch -62,5 mV sein im Widerspruch zu obiger Angabe. Einen ADC wie beschrieben, bei dem V- negativer als GND sein muss und V+ positiver kann ich mir eigentlich nicht vorstellen, der wäre kaum zu was zu gebrauchen. Ich würde diese Aussage einer Sigma-Delta-Doku ignorieren. Falls du aus Interesse der Sache auf den Grund gehen willst, müsstest du uns einen Link zu dieser Doku liefern und den geheimen Typ deines ADC. Aber lass es lieber. Bleib bei +-50 mV an beiden Eingängen und alles ist gut. Georg
Die Text Angabe ist bullshit. Die Angaben im Datenblatt sagen alles. V+ und V- dürfen nur max 62.5mV auseinander liegen die Richtung ist dabei unerheblich. Außerdem müssen beide Eingänge zwischen -32mV und 1.2V Common Mode liegen. Das Schaltbild kannst du genau so bauen.
Nachtrag: Es handelt sich um den Wandler ACPL-C799, wobei der AMC1304 ja identisch ist. Im DB des Wandlers von Broadcom steht bei der Pin Description als recommended input range +/-50mV, sowohl für den Vin+ als auch für den Vin-. Nach meinem Verständnis waren diese 50mV gegen GND1 referenziert. Jetzt meinte aber jemand, diese maximal +/-50mV sind zwischen Vin+ und Vin- zu verstehen. Vin+ gegen GND1 und Vin- gegen GND1 darf maximal VDD1+0.5V sein (steady state input voltage bei den absolute maximum ratings). Was ist jetzt richtig? Und gibt es Literatur zur Erklärung der DB-Angaben zu Sigma-Delta-Wandlern? Bei den Herstellern habe ich nichts finden können.
Steady-State Input Voltagea,ba.DC voltage of up to –2 V on the inputs does not cause latch-up or damage to the device; tested at typical operating conditions.b.Absolute maximum DC current on the inputs = 100 mA, no latch-up or device damage occurs.VIN+, VIN-–2VDD1 + 0.5V Steht auch in dem zugegeben bescheidenen Datenblatt von broadcom.
Christine B. schrieb: > Jetzt meinte aber jemand, diese maximal +/-50mV sind zwischen Vin+ und > Vin- zu verstehen. Ja, das ist zwar nicht das erlaubte Maximum, das sind die +-62,5mV, sondern die +-50mV gelten ebenfalls zwischen Vin+ und Vin- und geben den Bereich an, in dem die spezifizierte Linearität gilt. Im Interesse der Genauigkeit sollte man das also nicht überschreiten. Gegenüber GND dürfen an den Eingängen -0,032 bis +1,2 V anliegen, das ist der Gleichtakt-Arbeitsbereich. Dazu gibt es noch die maximum ratings Angabe für die Analogeingänge von AGnd-6V bis 3,7V, in dem Bereich wird der Device nicht beschädigt. Georg
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