Hallo zusammen,
Vorhaben:
ich möchte (von einer NI-DAQ Messkarte ausgehend) eine Analogspannung im
Bereich 0...5 V auf den V_in Eingang eines AD654s geben. Dieser soll,
gemäß des R_T / C_Ts Verhältnisses, dann eine Frequenz ausgeben.
Schaltung funktioniert soweit auch (wurde gemäß Schaltungsvorschlag
Datenblatt aufgebaut).
Problem:
der U-f-Wandler gibt schon fleißig Frequenz aus, trotz dass ich das
nicht will und die Ausgangsspannung an der Messkarte 0 V sein sollte.
Ursache:
An den Ausgängen der Messkarte liegen nie genau 0 V an, d.h. der Pegel
liegt bei mir bei rund 10 mV.
Nicht zufriedenstellender Lösungsansatz:
Die Spannungsversorgung des ICs oder das Ausgangssignal f_out mit einem
MOSFET zu unterbrechen, wenn die Ausgangsspannung einen gewissen Pegel
unterschreitet würde zwar gehen, allerdings verschwende ich dann 20%
meines Spannungsbereichs, da die meisten FETs erst ab 1 V sicher
durchschalten.
Besser wäre etwas, das < 0,1 V kappt, somit wird erst ab 100mV eine
Frequenz ausgegeben und noch nicht ab 10mV.
Irgendwelche (einfachen) Ideen, das Problem in den Griff zu bekommen?
Danke im Voraus
Liebe Grüße,
gr4p3fruit
Geht es in der Hauptsache um die Ausgangsspannung (also hochohmige
Last), so könnte Dich ein ausreichend dimensionierter Kondensator, in
Reihe zum Ausgang, glücklich machen.
Null Volt sind, wenn Gleichspannungen im Spiel sind ein sehr undankbares
Geschäft.
Der hat doch einen Offseteingang, damit sollte es gehen. Kann aber gut
sein, dass du dafür ein paar Volt negative Versorgung brauchst statt
single supply, hab ich mir nicht so genau angesehen.
Sebastian S. schrieb:> Geht es in der Hauptsache um die Ausgangsspannung (also hochohmige> Last), so könnte Dich ein ausreichend dimensionierter Kondensator, in> Reihe zum Ausgang, glücklich machen.> Null Volt sind, wenn Gleichspannungen im Spiel sind ein sehr undankbares> Geschäft.
In der Tat ist das ein sehr undankbares Geschäft,... aber auch hier
bringt mich der Kondensator irgendwie nicht weiter (oder ich verstehe
"ausreichend dimensioniert" falsch) Das Problem besteht, sobald die
Messkarte angeschlossen ist. Diese ist irgendwie nicht in der Lage
saubere 0V auszugeben - Kondensator hin oder her.
H.Joachim S. schrieb:> Der hat doch einen Offseteingang, damit sollte es gehen. Kann aber gut> sein, dass du dafür ein paar Volt negative Versorgung brauchst statt> single supply, hab ich mir nicht so genau angesehen.
Das mit dem Offset-Eingang hab ich nicht so ganz gecheckt. So direkt
gibt es keinen oder ich checks nicht...
Tobi P. schrieb:> Das mit dem Offset-Eingang hab ich nicht so ganz gecheckt.
war auch Quatsch, hatte den AD652 im Kopf.
Zu deinem eigentlichen Problem: die NI-Dinger sind eigentlich recht
hochwertig, da scheinen mir 10mV schon recht viel (zu viel).
Gnd-Verbindung in Ordnung? PE-Probleme? Liegen die 10mV auch an, wenn du
direkt am Ausgang misst?
Vielleicht reicht auch schon ein Widerstand nach Masse (grösser als der
zul. Lastwiderstand des D/A-Wandlers).
Ansonsten wirst du dich mit bipolarer Versorgung befassen müssen, da
sind dann 0V ein ganz normaler Zustand und kein Grenzfall.
Addierer/Subtrahierer sind dann deine Freunde, oder ein Spannungsfolger
mit OP und Offseteinstellung.
Oder die ganz einfache Lösung ohne OPs, 2 Widerstände + konstante
negative Spannung.
H.Joachim S. schrieb:> Tobi P. schrieb:>> Das mit dem Offset-Eingang hab ich nicht so ganz gecheckt.>> war auch Quatsch, hatte den AD652 im Kopf.> Zu deinem eigentlichen Problem: die NI-Dinger sind eigentlich recht> hochwertig, da scheinen mir 10mV schon recht viel (zu viel).> Gnd-Verbindung in Ordnung? PE-Probleme? Liegen die 10mV auch an, wenn du> direkt am Ausgang misst?
Du hast recht, NI-Hardware ist hochwertig (UND hochpreisig). Hatte den
Schaltungsaufbau eigentlich in genau dieser Form aufgebaut, getestet,
für gut befunden und dann unserem Studenten in 6-facher Ausfertigung in
Aufrag gegeben. Mir fällt aber auf, dass er "für sämtliche
Eventualitäten" ewig lange Adern (ca 1.5m) zwischen Messkarte und
Schaltaufbau verdrahtet hat, da diese Box zu einem späteren Zeitpunkt in
unseren Prüfstand integtiert werden soll. Nicht auszuschließen, dass das
Problem weg ist, wenn ich die Leitungen kürze. Im gleichen Zuge
vielleicht auf der Platine nochmal den Massequerschnitt prüfen, das
ganze sah auf den ersten Blick zwar gut gelötet aus, aber man weiß ja
nie... Danke erstmal! Ich berichte, wenn ich mehr weiß.
P4r4d1es4pfel schrieb:> Und? Weißt Du inzwischen mehr?
Du könntest inzwischen einfach selber ins Datenblatt des AD654 geguckt
haben.
gr4p3fruit schrieb:> Die Spannungsversorgung des ICs oder das Ausgangssignal f_out mit einem> MOSFET zu unterbrechen ...
Unterbrechen ist natürlich ein unnötig komplizierter Weg. Der AD654
besitzt einen Open-Collector Ausgang, d.h. man kann seinen Ausgang mit
dem eines einfachen LM311 parallel schalten und bei zu kleiner
Steuerspannung das Ausgangssignal unterdrücken.
P4r4d1es4pfel schrieb:> Tobi P. schrieb:>> Ich berichte, wenn ich mehr weiß.>> Und? Weißt Du inzwischen mehr?
Wir haben uns für einen komplett anderen Weg entschieden:
Ein STM32 F446 Nucleo Board für 12€ übernimmt nun die Aufgabe.
Die analogen Spannungssignale der Stromsensoren werden direkt auf die
AnalogIns des Nucleos gelegt, wobei ein entsprechendes Programm namens
"Kennlinie" diese jeweils in eines der Spannung frequenzproportionales
Rechtecksignal an den DigitalOuts wandelt. Dieses wird mittels
Level-Shifter (CD40109BE) von 3.3V auf 12V verstärkt. Die
EN(able)-Eingänge des Level-Shifters, welche an weiteren DigitalOuts des
Nucleos angeschlossen sind, erlauben es, im unteren Bereich der
Kennlinie das Rechtecksignal auszuschalten, somit kommen keine Pulse
mehr am Ausgang an, wenn ein gewisses Spannungslevel am Eingang
unterschritten ist.
Das Ganze ist aber nur möglich, da das Board mehrere Timer hat und diese
unabhängig voneinander bis in den MHz-Bereich gestellt werden können.
Wolfgang schrieb:> gr4p3fruit schrieb:>> Die Spannungsversorgung des ICs oder das Ausgangssignal f_out mit einem>> MOSFET zu unterbrechen ...>> Unterbrechen ist natürlich ein unnötig komplizierter Weg. Der AD654> besitzt einen Open-Collector Ausgang, d.h. man kann seinen Ausgang mit> dem eines einfachen LM311 parallel schalten und bei zu kleiner> Steuerspannung das Ausgangssignal unterdrücken.
Ja das wäre so sicherlich auch gegangen, wobei die heutige Variante sich
schon mehr als bewährt hat, da sie einfach erweitert und für andere
Zwecke adaptiert werden konnte. Dank der Möglichkeit über
"Programmieren" umzudrahten zu können hat die erweiterte Schaltung heute
bereits drei unterschiedliche Anwendungen.
Tobi P. schrieb:> Die EN(able)-Eingänge des Level-Shifters, welche an weiteren> DigitalOuts des Nucleos angeschlossen sind, erlauben es, im unteren> Bereich der Kennlinie das Rechtecksignal auszuschalten, somit kommen> keine Pulse mehr am Ausgang an, wenn ein gewisses Spannungslevel am> Eingang unterschritten ist.Tobi P. schrieb:> Ein STM32 F446 Nucleo Board für 12€ übernimmt nun die Aufgabe.
Große Güte - da wird ein Komparator für 40ct durch eine Prozessor für
12€ ersetzt - kann man natürlich mache, aber nur für diesen Zweck würde
so eine Lösung zumindest bei jeder Serienproduktion rausfliegen.
Wolfgang schrieb:> Große Güte - da wird ein Komparator für 40ct durch eine Prozessor für> 12€ ersetzt - kann man natürlich mache, aber nur für diesen Zweck würde> so eine Lösung zumindest bei jeder Serienproduktion rausfliegen.
Nicht "ein Komparator" sondern sechs U/F-Converter, die stand heute
~12€/Stück kosten, wurden ersetzt. Klar, dass das Gerätchen bzw. das
Dev-Board für eine Serie überdimensioniert ist, aber hierum ging es ja
nicht, sondern um einen kompakten Prüfstand. Und bei Messtechnik sind
12€ im Vergleich zu einer NI-Messkarte für ein paar hundert Euro quasi
nicht erwähnenswert.
Tobi P. schrieb:> Und bei Messtechnik sind 12€ im Vergleich zu einer NI-Messkarte für ein> paar hundert Euro quasi nicht erwähnenswert.
Und alles nur, weil die NI-Karte die digitalen Werte erst in Form einer
Analogspannung ausgibt, statt die Daten gleich in ein passendes
Digitalsignal umzusetzen ;-)
Den aktuellen Liebhaberpreis vom V/f-Wandler hatte ich noch nicht
gesehen ...
