Ich suche nach einer Lösung um einen +-10V Spannungseingang mit einem 24Bit Delta-Sigma ADC zu wandeln. Leider habe ich keine mit diesem Eingangsspannungsbereich gefunden, also eine Vorstufe. Was wäre hier die sinnvollste Lösung? Einen fertigen Differenzverstärker (AD8472, INA159) oder eine diskrete Lösung mit Präzisionswiderständen? Oder übersehe ich eine Möglichkeit?
Thomas schrieb: > Was wäre hier die sinnvollste Lösung? Das hängt von Deinen Anforderungen an Genauigkeit und Langzeitstabilität ab. Thomas schrieb: > Oder übersehe ich eine Möglichkeit? Kapazitiver Spannungsteiler (Ladungspumpe) ähnlich LTC1043. (Der schafft leider nur max 18V bzw. +/-9V) Gruß Anja
Man nehme: 2 Widerstände ( á 100kOhm) um die Referenzspannung zu halbieren. Mit der halbierten Referenzspannung gehe man in den ADC. Über einen weiteren Widerstand schliesse man die zu messende Spannung (-10V...+10V) an den ADC-Eingang an. Aufwand: 3 Widerstände.
Da ich einen recht guten LTC2485 verwende möchte ich schon eine gewisse Genauigkeit der Eingangsstufe. Also in derselben Größenordnung wie die ADC-Nichtidealitäten. Die Geschwindigkeit ist dafür sehr unkritisch, ich mache nur 10sps.
Thomas R. schrieb: > Man nehme: Neee, diese Sparschaltung ist für max. 12-Bit brauchbar, ei-die-weil die Referenzquelle in Abhängigkeit von der Eingangsspannung unterschiedlich belastet wird.
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Nächster Versuch:ebenfalls 3 Widerstände Ich gehe mal davon aus, dass die Referenzspannung 5V ist und der ADC 0V - 5V haben möchte. Zur Berechnung:
Knotenregel:
Eingesetzt:
U, die Referenzspannung ist, sagen wir mal, 5V; R1 wird als willkürlich 1k gewählt Für die gewünschte Skalierung sind wenn Ue=-10 Ua=0 und wenn Ue=10 Ua=5 Wenn wir das Einsetzen, haben wir ein LGS
Dieses hat die Lösung
Schimmelreiter schrieb: > ei-die-weil die > Referenzquelle in Abhängigkeit von der Eingangsspannung unterschiedlich > belastet wird. Eine anständige Referenzquelle lässt sich durch Laständerungen im Nano/Microamperebereich nicht beeinflussen - daher der Vorschlag mit den 100kOhm-Widerständen.
Luk4s K. schrieb: > Nächster Versuch:ebenfalls 3 Widerstände Das ist genau die Schaltung die auch Thomas R. (sunnyingtom) am 02.04. um 18:25 beschrieb.
Alexander Schmidt schrieb: > Luk4s K. schrieb: >> Nächster Versuch:ebenfalls 3 Widerstände > > Das ist genau die Schaltung die auch Thomas R. (sunnyingtom) am 02.04. > um 18:25 beschrieb. Ah, ich hatte verstanden, dass die halbe Refernzspannung an den Ref-Eingang des ADCs angeschlossen wird, was nur wenig Sinn machen würde. Erst nach meinem Beitrag hab ich's dann verstanden ;)
Alexander Schmidt schrieb: > Luk4s K. schrieb: >> Nächster Versuch:ebenfalls 3 Widerstände > > Das ist genau die Schaltung die auch Thomas R. (sunnyingtom) am 02.04. > um 18:25 beschrieb. So ist es. Ich würde aber alle von Luk4s vorgeschlagenen Widerstände mit ca 100 multiplizieren. Dadurch wird die Referenzspannung praktisch nicht beeinflusst. Danach evtl. noch minimal mit SW korrigieren.
Luk4s K. schrieb: > Erst nach meinem Beitrag hab ich's dann verstanden ;) Ich habs von Anfang an so gemeint, wie du es jetzt verstanden hast ;-) Dass dies nur mit 12-Bit-ADCs funktioniert, ist grober Unfug.
Hätte eine aktive Schaltung mit einem OPV ev. bessere Eigenschaften? Vor allem würde mich der Eingangswiderstand interessieren, der sollte schon möglichst hoch sein (MOhm)
Die Eingangsimpedanz des LTC2485 ist extrem hochohmig. Zitat aus dem Datasheet von LTC Seite 18: ---schnipp This enables external RC networks and high impedance sensors to directly interface to the LTC2485 without external amplifiers. ---schnapp Deine Messspannung (-10V...+10V) ist grösser wie der Eingangsspannungsbereich des LTC2485. Deine Messspannung muss also abgeschwächt - und nicht mit einem OPV verstärkt - werden. Warum möchtest du dann einen OPV vorschalten? Brauchst du zusätzliche Fehler durch Rauschen, Offsetdrift oder was?
P.S. Der LTC2485 braucht natürlich noch eine externe Referenzspannung mit 24 Bit Genauigkeit! Ist dir das bewusst?
Ich habe eine 5V, 2ppm/°C Referenzspannungsquelle. Den (FET) OPV hätte ich wegen dem Eingangswiderstand vorgesehen. Ich habe eh eine +-15V Spannungsversorgung für andere Komponenten im System.
Thomas schrieb: > Ich habe eine 5V, 2ppm/°C Referenzspannungsquelle. Interessant. Was nimmst Du denn da? MAX6250? Gruß Anja
Jep. MAX6250A. Nicht ganz billig, ich hab aber noch ein paar übrig. Daher die Frage nach der Eingangsstufe, ich will mir ja nicht die Präzision ruinieren... Die Frage ist eben welche Fehler ich mit der "3-Widerstand" Schaltung mit z.B. 2x 1M und 1x 500k mache, zudem brauche ich noch einen Spannungsteiler für den -Eingang vom LTC2485, um dort 2,5V anzulegen.
Thomas schrieb: > Da ich einen recht guten LTC2485 verwende möchte ich schon eine gewisse > Genauigkeit der Eingangsstufe. Also in derselben Größenordnung wie die > ADC-Nichtidealitäten. Und dann willst du eine Referenz verwenden, von der Maxim im Datasheet schreibt: schnipp----------- Excellent line and load regulation and low output impedance at high frequency make them ideal for high-resolution data-conversion systems up to 16 bits. schnapp----------- Damit verschenkst du schon mal 8 Bit deiner ADC-Auflösung...
Thomas schrieb: > Ich habe eine 5V, 2ppm/°C Referenzspannungsquelle Sehe ich das richtig, dass bei 1°C Temperaturänderung nur noch 19Bit Genauigkeit hast, die Grund(un)genauigkeit noch nicht eingerechnet?! 2ppm = 2E-6 1/2^19 = 1.9E-6
Mit den 24bit ist es eh meist nicht allzuweit her: Beitrag "Re: Multimeter Spannungsbereichsumschaltung"
Bei einer praktisch aufgebauten Schaltung lassen sich Zinn/Kupfer-Übergänge wohl kaum vermeiden. Wieviel mV Thermospannung entsteht an einem solchen Übergang pro Grad Kelvin? Wieviele Bits klaut uns alleine das von den 24-Bit des ADC? Fazit: Das ist so, wie wenn man mit einer 20MPixel-Kamera unscharfe Fotos macht.
Thomas R. schrieb: > Bei einer praktisch aufgebauten Schaltung lassen sich > Zinn/Kupfer-Übergänge wohl kaum vermeiden. > Wieviel mV Thermospannung entsteht an einem solchen Übergang pro Grad > Kelvin? > Wieviele Bits klaut uns alleine das von den 24-Bit des ADC? Wenn man sich nicht ganz doof anstellt und diese so verteilt, dass sie sich auslöschen, sollte auch das beherrschbar sein. Die Appnotes von Jim Williams sind diesbzgl. überaus lesenswert.
Thomas R. schrieb: > Damit verschenkst du schon mal 8 Bit deiner ADC-Auflösung... Nein, die Auflösung verändert so was nicht, "nur" die Genauigkeit und da gab es noch keine Vorgaben vom TO. Anders gesagt, es gibt keine IC-Spannungsreferenz die, ohne weitere Maßnahme, auch nur annähernd für >= 16-Bit Wandler ausreichend wäre. Für einen 16-Bit Wandler müsste die VREF eine Genauigkeit besser 0.001% o. 10 ppm (5V -> +-50 uV) haben, bei 24-Bit besser 100 ppb (5 V -> +-500 nV).
Thomas schrieb: > Die Frage ist eben welche Fehler ich mit der "3-Widerstand" Schaltung > mit z.B. 2x 1M und 1x 500k mache, zudem brauche ich noch einen > Spannungsteiler für den -Eingang vom LTC2485, um dort 2,5V anzulegen. Also wenn du echte Präzisionswiderstände (< 2ppm/K also S102 oder Z201) verwenden willst ist der maximal handhabbare Wert so um die 100k. Den 2:1 Spannungsteiler würde ich evtl. mittels LTC1043 und nachgeschaltetem LTC1151-Buffer realisieren. Die hiermit generierte Spannung ist nach meiner Erfahrung sehr temperaturstabil (wenn ich auch nicht die von LT propagierte Absolutgenauigkeit von 1 ppm hinkriege). Die andere Hälfte des LTC1151 könntest Du ja verwenden um den INA159 mit temperaturstabileren Bauelementen nachzubilden. (Den AD8472 habe ich nirgends gefunden, kann hierzu also keine Aussage treffen). Welche Fehler Du dann wirklich kriegst mit Offsetdrift, Thermospannungen, Referenzquellenbelastung (Eigenerwärmung) usw. im Verhältnis zu einem einfachen Widerstandsteiler wirst Du wohl in einer Versuchsreihe klären müssen. Gruß Anja
LTC1043 geht leider nicht, der läuft nur mit max. 18V Ich probier mal die "einfache" Spannungsteilerlösung. Danke!
Thomas R. schrieb: > Man nehme: > 2 Widerstände ( á 100kOhm) um die Referenzspannung zu halbieren. > Mit der halbierten Referenzspannung gehe man in den ADC. > Über einen weiteren Widerstand schliesse man die zu messende Spannung > (-10V...+10V) an den ADC-Eingang an. > Aufwand: 3 Widerstände. Sorry, aber Du solltest hierbei erwähnen, dass es sich um Präzisionswiderstände handeln sollte - mein Lieber!!!
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