Allgemeine Frage zu ADC und Linearität.

U. B. schrieb:

Letztendlich kam man zum Schluß, dass man (Aussage:) "z.B. bei einem 16-Bit ADC der also einen Bereich zwischen 0 - 32767 hat,

Ein 16-Bit Wandler kann von 0..65535 wandeln.

ihn am besten bis maximal 25000 betreiben sollte. Darüber würden sich Nichtlinearitäten stärker auswirken."

Solche Nichtlinearitäten kennt man von irgendwelchen ESP ADCs, die einfach nur schlecht sind.

Kann jemand hier etwas dazu sagen ob die obige Aussage größtenteils stimmt ?

Ein 16-Bit Wandler kann von 0..65535 wandeln. Und zwar so wie es das Datenbaltt angibt über den gesamten Bereich linear und stetig.

Wenn man dann Bauteile mit einem ADC hat, die sich nicht an das Datenblatt halten, dann hat man eben Pech gehabt und der Hersteller einen Fehler im Design und/oder Datenblatt.

Hallo Steve.

Ich weiß jetzt nicht ob allgemein in Datenblättern für ADCs event. irgendwo Kennlinien oder Kennzahlen gibt die genau hierüber Aussagen geben. Ist egal ob der ADC als SAR oder anderes Verfahren den Wert ermittelt.

Gruß

Hallo.

Sorry war mein Fehler ! Stimmt 0 - 65536 !

Gruß

U. B. schrieb:

ob allgemein in Datenblättern für ADCs event. irgendwo Kennlinien oder Kennzahlen gibt die genau hierüber Aussagen geben.

Doch, natürlich gibt es diese Zahlen in jedem ernstzunehmenden ADC Datenblatt. Und der Entwickler verlässt sich darauf, dass diese Zahlen stimmen.

Wenn dann natürlich einer eine OP-Schaltung davorfrickelt, die statt einer Übertrgungsgeraden wegen eines falsch gewählten OPs (kein R2R am Ausgang) einen Bogen macht, dann ist der ADC an den falschen Ergebnissen nicht ursächlich.

U. B. schrieb:

Hallo.

Sorry war mein Fehler ! Stimmt 0 - 65536 !

Gruß

Wieder falsch

Stimmt... 65535...

U. B. schrieb:

Ich würde jetzt mal sagen, dass diese Aussage nicht haltbar ist.

Richtig.

Aber wenn jemand ungeschickt Eingangsüberspannungsschutz z.B. per Z-Diode baut, kann das die Messwerte an der oberen Grenze verschlechtern.

Vielleicht kommt die Erfahrung daher.

Ich guck lieber ins Datenblatt.

Lothar M. schrieb:

Doch, natürlich gibt es diese Zahlen in jedem ernstzunehmenden ADC Datenblatt. Und der Entwickler verlässt sich darauf, dass diese Zahlen stimmen.

Ich habe einen Spannungslogger gebaut, der zyklisch den Meßwert auf eine SD-Karte schreibt, Meßbereich 20 Volt. Da läuft ein ADS1115 (China-Board) als A/D mit einen Teiler 82k-9k1 am Eingang. Der ADS läuft frei mit 2048mV-Meßbereich.

Bei der Gelegenheit habe ich drei ältere DMM parallel geklemmt und verglichen - über Toleranzen oder Linearitätsfehler kann ich mich nicht beklagen, Anhang.

Es gibt auch einen Überspannungsschutz (Gruß an laberkopp), der keinen Einfluß hat, Schaltung siehe dort: Beitrag "Re: Arduino China-ProMini stürzt ab"

U. B. schrieb:

am besten bis maximal 25000 betreiben sollte. Darüber würden sich Nichtlinearitäten stärker auswirken."

Das gilt - was den Wandler angeht - so nur bei Delta-Sigma-Wandlern. Allerdings ist die maximale Abweichung ja im DB veranschlagt und man kann von dieser ausgehen. Den Wandler nicht voll auszunutzen geht damit in die Richtung , das Maximale rauszuholen und unter der Fehlergrenze zu bleiben.

Des Weiteren gibt es natürlich den Aspekt der Kennlinienkorrektur: Wenn man das steinzeitmäßig mit Gain-Offset machen will, hat man einfach nicht die Freiheitsgrade, um einen großen Bereich zu kompensieren. Damit legt man die Korrekturpunkte meistens auf 1/2 oder 2/3, um das Bestmögliche herauszuholen, im Bezug auf typische Messsignale , hat dann halt das Problem, dass die Korrektur nach oben hin immer schlechter wird. D.h. zur Abweichung des Wandlers kommt die falsche Korrektur dazu.

Das kann man verhindern, wenn man mit einem ausreichend großen Polynom korrigiert.

Grundsätzlich ist es natürlich richtig, sich beim Korrigieren auf die mittleren und unteren Werte zu fokussieren, weil damit die relativen Fehler gering bleiben.

Michael B. schrieb:

Aber wenn jemand ungeschickt Eingangsüberspannungsschutz z.B. per Z-Diode baut,

... ändert das aber nicht das Wandlerverhalten sondern die Übertragungskennlinie der Schaltung davor. Das sollte man nicht dem Wandler zuschreiben. Gleichwohl sollte das mitkorrigiert werden. Um so mehr sind wir bei einem entsprechenden Polynom.

U. B. schrieb:

Kann jemand hier etwas dazu sagen ob die obige Aussage größtenteils stimmt ?

Die Nichtlinearität hat im Allgemeinen nichts mit der Ausschöpfung des Erfassungsbereichs eines ADC zu tun. Es mag einzelne ADC(-Typen) geben, bei denen das anders ist. Aber A) kenne zumindest ich keinen und B) wäre das auch eine Eigenschaft spezifisch für /diesen/ ADC.

Gibt es hierzu in den Datenblättern irgendwelche Kennzahlen die darüber näheres aussagen ?

Jedes ernst gemeinte ADC-Datenblatt enhält grafische Darstellungen der typischen ADC-Fehler: Gain-, Offset- und Linearitätsfehler. Und darin meist eingezeichnet die Abweichungen, die dann in den Tabellen als typische und min/max Werte angegeben sind.

Speziell für die Linearität gibt es mehrere Kennwerte, z.B. INL und DNL (/integral/ bzw. /differential non-linearity/) oder ob /missing codes/ möglich sind.

U. B. schrieb:

Ich war der letzt bei einem Gespräch im kleinen Kreis und dort ging es um Linearität bei ADCs allgemein.

Nun, als die ersten integrierten AD-Wandler aufkamen, gabs da schon mal Probleme. M.E. sind solche Fehler bei allen "modernen" (aus die- sem Jahrtausend) AD-Wandlern aber kleiner als 1Bit. Linearitätsprob- leme kommen eher durch ungeeignete Schaltungen vor dem AD-Wandler.