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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Signalweg-AD-Wandlung- Multiplexer und Filter vertauschen?


Autor: Tobias M. (mhad-ngad)
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Hallo,
ich habe vor 16 Kanäle mit 12bit und 0 bis 5 V und 1Ksample pro Kanal 
abzutasten. Bei meinen bisherigen Projekten habe ich die übliche 
Reihenfolge eingehalten: 
Sensorsignal->Verstärkung/Filterung->Multiplexer->AD-Wandler . Bei 
diesem Projekt ist der Bauraum sehr kritisch, daher habe ich mir 
überlegt, den Signalweg folgendermaßen zu ändern: 
Sensorsignal->Multiplexer->Verstärkung/Filterung->1-Kanal-AD-Wandler . 
Da ich alle Kanäle gleich verstärken und filtern möchte, würde das sehr 
viele Bauteile sparen. Hat jemand mit solch einer Konfiguration bereits 
Erfahrung gesammelt? Ich bin mir unsicher, ob es vielleicht zu Problemen 
kommt, wenn bei hohen Abtastraten und damit hoher Multiplexerfrequenz 
die Verstärkung/Filterung nicht mehr genug Zeit hat, auf den Wert 
einzuschwingen, bevor er gesampled wird. Ich habe versucht dazu etwas im 
Forum und generell im Inet zu finden, bin aber leider nicht fündig 
geworden.

Gruß

Tobi

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Tobias Michaels (mhad-ngad)

>kommt, wenn bei hohen Abtastraten und damit hoher Multiplexerfrequenz
>die Verstärkung/Filterung nicht mehr genug Zeit hat, auf den Wert
>einzuschwingen, bevor er gesampled wird. Ich habe versucht dazu etwas im

Das hatten wir doch schon mal 1:1 hier im Forum. Du braucht 8 Filter, 
vor dem MUX platziert. Der Verstärker und die MUX müssen logischerweise 
so schnell sein, dass sie sich mehr als 8 mal schneller als 1 kHz auf 
den Messwert einschwingen kömnen.

MFg
Falk

Autor: Tobias M. (mhad-ngad)
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> Das hatten wir doch schon mal 1:1 hier im Forum. Du braucht 8 Filter,
> vor dem MUX platziert. Der Verstärker und die MUX müssen logischerweise
> so schnell sein, dass sie sich mehr als 8 mal schneller als 1 kHz auf
> den Messwert einschwingen kömnen.
>
> MFg
> Falk

Hi Falk,
ich habe die Forensuche bemüht, aber den Thread nicht gefunden. Hast Du 
vielleicht den Link parat? Dann werde ich den Thread nämlich erstmal 
lesen, bevor ich hier weitere Diskussionen anstrebe.

Gruß

Tobi

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Tobias Michaels (mhad-ngad)

>ich habe die Forensuche bemüht, aber den Thread nicht gefunden. Hast Du

Dann solltest du mal das Suchen üben. Ach ja, oben in Menu auf Suchen 
clicken, das sit die Volltextsuche. Die Suchzeile oben rechts sucht nur 
in den Betreffs.

+multiplexer +filter, 2. Treffer

http://www.mikrocontroller.net/search?query=%2Bmul...
Beitrag "Filter vor oder hinter Mux"

MFG
Falk

Autor: Tobias M. (mhad-ngad)
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@Falk:
Danke für den Hinweis, ich habs mit der Betreffzeilensuche versucht und 
natürlich auf Granit gebissen.

Ich strebe nun folgenden Aufbau an: 8fachMux->RC-TP->SC-Bessel-TP 8.ter 
Ordnung->RC-TP gegen SC-Freq._>1-Kanal-AD-Wandler. Wie oben beschrieben, 
soll jeder Kanal mit 1Ksample betrieben werden bei 12bit. Also müsste 
der AD-Wandler mit 8Ksamples betrieben werden und die Filter haben 
jeweils maximal 1/8ms um sich einzuschwingen.

Die beiden RC-TPs 1.Ordnung können eine recht hohe Fc haben, da Sie nur 
dazu  dienen, Probleme mit der Schaltfrequenz des SC-Filters zu beheben. 
Den echten Anti-Aliasing-Filter wähle ich als Bessel-Filter, da dieser 
eine vernünftige Sprungantwort hat und mir wegen des vorgeschalteten Mux 
sinnvoll erscheint. Filter grundsätzlich auslegen kann ich und habe ich 
auch schon für verschiedene Schaltungen erfolgreich gemacht. Hat jemand 
von euch eine Konfiguration in Betrieb genommen, die der oben ähnlich 
ist und könnte mir Tipps geben, was ich noch wegen des vorgeschalteten 
Mux beachten muss?

Gruß

Tobi

Autor: Tobias M. (mhad-ngad)
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Mahlzeit zusammen,
ich habe gerade ein paar Filtersimulationen durchgeführt und bin mit 
einem Bessel-Filter 8.Ordnung bei etwa 18ms settling time, was natürlich 
indiskutabel ist. Um auf etwa 120µs zu kommen, die nötig wären, müsste 
ich die Fc des Bessel Filters auf 12kHz anheben, was natürlich zu einer 
immensen Erhöhung der Abtastrate führt. Essig ist es also für meine 
Anwendung. Sollte ich mich geiirt haben, dann bitte ich euch um 
Korrektur.

Danke für die Anteilnahme

Gruß

Tobi

Autor: Frank B_. (frank_b) Benutzerseite
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Hast Du mal daran gedacht die Filter in Software zu implementieren ?
Es könnte allerdings der nötigen Rechenzeit scheitern. Kommt halt darauf 
an, wie schnell Dein µC ist.

Autor: Tobias M. (mhad-ngad)
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Hi Frank,
ich habe dafür einen neuen Thread erstellt: 
Beitrag "ARM7TDMI, genug Performance für digitales Filtern übrig?"

Gruß

Tobi

Autor: Dieter (Gast)
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Hallo, dazu habe ich auch eine Frage.

Ich möchte gern 3 Signale zeitgleich erfassen. Gibt es dafür Verfahren, 
mit denen ich dieses Vorhaben mit einem AD-Wandler realisieren kann?

Oder muss ich tatsächlich 3 AD-Wandler benutzen?

Autor: Tobias M. (mhad-ngad)
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Was bedeutet denn zeitgleich für dich? Wenns auf die µs nicht ankommt 
kannst Du ohne weiteres einen schnellen AD-Wandler nehmen.

Gruß

Tobias

Autor: Dieter (Gast)
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Es kommt auf die µs drauf an. Muss wirklich absolut zeitgleich sein.

Aus deiner Antwort schliesse ich, dass ich wohl doch 3 A/D-Wandler 
nutzen muss und die Daten dann mit nem Multiplexer in den 
Mikrocontroller schicke?

Autor: Tobias M. (mhad-ngad)
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Hi,
nein, es sollten auch 3 Sample&Hold-Stufen an einem AD-Wandler tun. Der 
LFM298 von National wäre da eine Möglichkeit. 
http://www.national.com/mpf/LF/LF298.html

Du könntest dann die Signale gleichzeitig abtasten und nacheinander 
wandeln. Was genau ist denn dein Ziel? Also was für ein Anwendungszweck?

Gruß

Tobias

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