Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ADC Converter große Auflösung


von Robert B. (borecki)


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von Systemingenieur (Gast)


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Robert B. schrieb:
> was halten ihr von der China Nachmachung

Wir nix halten von Nachmachung von China Chips. Immer kaufen Cioa Chips 
Original.

von John (Gast)


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Robert B. schrieb:
> ADC Converter große Auflösung

Du möchtest A/D-Wandler mit großer Auflösung konvertieren?

von Stefan F. (Gast)


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Die allermeisten Leute, die mehr als 12 Bit benutzen wollen, haben keine 
Ahnung, worauf sie sich da einlassen.

Mal angenommen, diese kleine Platine taugt etwas. Bist du imstande, die 
analogen Schaltkreise drumherum so aufzubauen, dass am Ende von den 24 
Bit noch wenigstens 20 wirksame Bits übrig bleiben?

von PittyJ (Gast)


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Die 24 Bit kannst du gar nicht benutzen. Die Elektronik drumberum 
verhindert die genaue Messung, weil dann da so viel Rauschen drauf ist.

Ich hatte mal einen 24-Bitter. Mit dem bin ich realistisch auf 18 Bit 
gekommen.

von W.S. (Gast)


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Robert B. schrieb:
> lohnt sich, oder fake? Hat jemand bereits Erfahrung damit?

Probiere es doch einfach aus. Meine Erfahrungen mit ADC's sind so, daß 
ich die Chips von AD als weitaus besser empfinde als die von TI.

Ansonsten ist diese LP eben eine Art 8 Kanal Analog-Frontend. Man muß 
die Charakteristika von SigmaDelta-ADC's kennen, um sowas sinnvoll 
ensetzen zu können.


Stefanus F. schrieb:
> Bist du imstande, die
> analogen Schaltkreise drumherum so aufzubauen, dass am Ende von den 24
> Bit noch wenigstens 20 wirksame Bits übrig bleiben?

Nanana mein Lieber, du solltest nicht sowas refererieren, wenn du davon 
zu wenig Ahnung hast. Bei einem 24 Bit SigmaDelta-ADC sind effektive 20 
Bit völlig OK. Auch bei den Chips von AD wie z.B.beim "Urahn" AD7714 
sind da typischerweise erstmal nur bis zu 21.5 Bit zu erwarten. (jaja, 
21 und ein Halbes!) - das hängt von der internen Samplerate und der 
Ergebnis-Datenrate ab.

Der Grund liegt in der Arbeitsweise. So ein ADC ist - mal ganz salopp 
gesagt - ein 1 Bit Demodulator und ein nachfolgender digitaler Tiefpaß. 
Da hängt es von der gewählten Bandbreite des Tiefpasses ab, wieviele 
Bits nun im Ergebnis ruhig sind und stehen und wieviele Bits innerhalb 
der Filterbandbreite herumschwanken. Die Regel ist ganz einfach: 
Ergebnis-Datenrate mal effektive Bitbreite ist ziemlich direkt 
proportional zur ADC-internen Samplerate. Deswegen müssen ja auch 
Audio-ADC's intern mit knapp 30 MHz oder gar noch mehr arbeiten.

Natürlich kommt man bei einem 24 Bit ADC auch auf nutzbare 23 Bit: durch 
softwaremäßiges Nachfiltern. Aber auch mit "nur" 20 effektiven Bits ist 
man in sehr vielen Fällen gut genug bedient. Typisches Beispiel: 
Thermometer mit PT100.

W.S.

von nachtmix (Gast)


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W.S. schrieb:
> Stefanus F. schrieb:
>> Bist du imstande, die
>> analogen Schaltkreise drumherum so aufzubauen, dass am Ende von den 24
>> Bit noch wenigstens 20 wirksame Bits übrig bleiben?
>
> Nanana mein Lieber, du solltest nicht sowas refererieren, wenn du davon
> zu wenig Ahnung hast.

Du hast die viele Ahnung?


Meine Erfahrung 1996 mit AD7710 entspricht der Angabe von PittyJ:  18 
stabile Bits (nicht die werbewirksamen und wackelnden effektiven Bits), 
wenn man nicht höllisch aufpasst. Ich hatte damals den Fehler gemacht 
separate 4MHz und 10MHz Quarze für den PIC16C84 und den ADC zu 
verwenden. Das führt schon zu einem merklichen Rauschen.
Hätte man die Clocks von einem gemeinsamen Takgeber abgeleitet, wären 
evtl. die von Stefanus genannten 20 Bits möglich gewesen.
Die 18 Bits haben mir damals aber auch gereicht, weil meine 
Spannungsreferenz nicht besser war.

von Stefan F. (Gast)


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W.S. schrieb:
> Nanana mein Lieber, du solltest nicht sowas refererieren, wenn du davon
> zu wenig Ahnung hast. Bei einem 24 Bit SigmaDelta-ADC sind effektive 20
> Bit völlig OK.

Ich weiß aus persönlicher Erfahrung, dass bei mir 12 Bit das Ende der 
Fahnenstange ist. Mit Lochraster und Steckbrett erreiche ich nicht 
einmal funktionierende 16 Bit.

Alleine schon der Spannungsabfall an der gemeinsamen GND Leitung, die er 
irgendwo verlegen und anklemmen wird, wird ihm die Genauigkeit 
vermiesen.

Ich bin schon davon überzeugt, dass man mehr als 12 Bit hinbekommen kann 
- wenn man kann. Mit dieser Platine und ohne Erfahrung in diesem Bereich 
wohl nicht.

von Joe F. (easylife)


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Ich denke der Hauptnutzen solcher Boards ist, dass man ohne großen 
Aufwand einen ADC zur Hand hat, der für haushaltsübliche Mess- und 
Regelaufgaben ausreichend sein wird.
Und auch wenn man später eine höhere Qualität haben möchte, als es mit 
einem fliegenden Aufbau mit Eval-Boards und Kabelverbindungen möglich 
ist, kann man zumindest schonmal die Software entwickeln und sich später 
an ein eigenes Platinendesign machen. In der Regel benötigen ADCs auch 
einen relativ niederimpedanten Eingangsverstärker, den dieses Board 
nicht hat.
Störend empfinde ich auch die fehlende Dokumentation.

Eine Diskussion um einzelne Bits ist sinnlos, und ob der Wandler auf dem 
hier genannten Board tatsächlich ein Originalteil ist, kann man nicht 
beurteilen.
Wenn man da sicher sein möchte, kann man natürlich alternativ das 
Eval-Board von TI kaufen, kostet aber ca. 200 USD.

von W.S. (Gast)


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nachtmix schrieb:
> Du hast die viele Ahnung?

Ja.


Stefanus F. schrieb:
> Ich weiß aus persönlicher Erfahrung, dass bei mir 12 Bit das Ende der
> Fahnenstange ist..
> Alleine schon der Spannungsabfall an der gemeinsamen GND Leitung

OK, mit Steckbrett wird so etwas nie und nimmer etwas.
Aber Steckbrett ist ohnehin überhaupt nicht in meinem Blickfeld. 
Stattdessen ist für derartiges eine ordentliche Leiterplatte angesagt - 
UND eine ordentliche Schaltung, wo die Meßsignale eben separat geführt 
sind.

Stichwort Kelvin-Kontakte.
Mit sowas ist schon mal die Wiederholbarkeit zu machen.
Was bleibt, ist die Kalibrierung des ganzen. Aber das ist abhängig vom 
konkreten Meß-Problem. Bei optischen Dämpfungsmessungen hat man 
regelmäßig riesige Unterschiede in den Meßwerten, die über 3..5 
Größenordnungen gehen, da braucht man die Auflösung dringlichst. Und bei 
der Osmometrie braucht man Präzision in der Temperaturmessung bis 
herunter auf weniger als 1 Millikelvin. Sowas muß man dann naßchemisch 
kalibrieren, das geht rein elektronisch nicht mehr.

Aber das sind berufliche Gefilde und die haben kaum was zu tun mit 
Basteleien am Steckbrett. Ich frag mich ohnehin, was all die 
Steckbrett-Arduino-Bastler mit ihrem Gebastelten tun wollen. nach dem 
Spielen wieder auseinanderzupfen und alle Teile zurück in den Karton 
tun, um morgen was anderes zu basteln? So wie unsereiner damals als Kind 
mit dem Stabilbaukasten? Ich bin da eher für das Konzipieren und Bauen 
von echten Geräten, also was nach Bastel-Ende als "Ding" mit Gehäuse 
tatsächlich in der Praxis benutzbar ist.

W.S.

von Arc N. (arc)


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W.S. schrieb:
> Natürlich kommt man bei einem 24 Bit ADC auch auf nutzbare 23 Bit: durch
> softwaremäßiges Nachfiltern. Aber auch mit "nur" 20 effektiven Bits ist
> man in sehr vielen Fällen gut genug bedient. Typisches Beispiel:
> Thermometer mit PT100.

Nutzbar ist hier etwas unpräzise ;)
Die Standardgleichungen zum Umrechnen des Widerstandes umfassen grob 
1000 °C d.h. bei 20 Bit rauschfrei wäre die Auflösung grob 1 mK, für 1 K 
reicht dagegen ein guter 10-Bit ADC. Klingt soweit gut? PT100 werden mit 
maximal 1 mA gemessen d.h. bei 0.00385 Ohm/Ohm/K entspricht 1 mK etwa 
385 nV (RMS-Rauschen müsste kleiner 58 nV sein). Kommt Genauigkeit ins 
Spiel, dann werden normalerweise PT25.5 eingesetzt. Messstrom ebenfalls 
maximal 1 mA und entsprechend etwa 100 nV/mK d.h. das RMS-Rauschen des 
Wandlers und allem was da sonst so ist muss kleiner 15 nV sein. Bei den 
bei Hochtemperaturmessungen eingesetzten PT2.5 und PT0.25 mit 
Messsströmen von 5 mA und 14 mA muss das RMS-Rauschen dann bei unter 7 
nV bzw. 2 nV liegen, um eine Auflösung von 1 mK zu erreichen.
Problem: Kein handelsüblicher Delta-Sigma-ADC erreicht ohne weiteres die 
dazu nötige Linearität. Beim RMS-Rauschen sind es, zumindest bei 7 nV, 
noch ein paar wenige. 2 nV schafft ebenfalls kein einziger ohne 
Oversampling.
Von den Anforderungen an den "Rest" der Schaltung mal ganz zu schweigen.

p.s. der AD7714 gibt im Datenblatt nur die effektive Auflösung an d.h. 
die aus dem RMS-Rauschen berechnete. Rauschfrei sind es 2.7 Bits 
(=ld(6.6)) weniger. Bestenfalls schafft der laut DB nur ein RMS-Rauschen 
von 140 nV bei 2 Hz Ausgangsdatenrate was zudem schon im 
1/f-Rauschbereich ist...

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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https://eckstein-shop.de/High-Precision-AD-DA-Board
den habe ich am Raspi mit Python zum Laufen bekommen. Ausser dem ADS1256 
ist noch ein DAC8552 drauf.

Und China-Nachmachung gibts in der Beschreibung
"Es gibt keine AD / DA-Funktion auf dem Raspberry Pi GPIO-Schnittstelle, 
kann dies Mühe, die Sie in der Pi-Entwicklung. Doch es wird kein Problem 
mehr sein. Die Präzisions-AD  DA-Board können Sie hochgenaue AD  
DA-Funktionen auf den Raspberry Pi hinzuzufügen."

: Bearbeitet durch User
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