Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ATmega Abtastrate (kSPS)


von Rainer B. (guitero)


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Hallo,

ich möchte ein Analoges Signal mit einem ATMega32 umwandeln um es später 
filtern zu können.
Dabei bin ich auf den Wert 15kSPS gestoßen. Bedeutet dieser, dass ich 
z.B. ein 3kHz Signal maximal 5 mal pro Periode abtasten kann?

Gruß,

guitero

von Ben _. (burning_silicon)


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Das klingt durchaus realistisch.

von Michael M. (eos400dman)


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Jop das stimmt so.
Hab mal ne grobe Skizze gemacht. Die senkrechten Linien sind 
Abtastpunkte der Sinus ist da Signal.

Gruß Michael

von Jonathan S. (joni-st) Benutzerseite


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Rainer B. schrieb:
> Dabei bin ich auf den Wert 15kSPS gestoßen. Bedeutet dieser, dass ich
> z.B. ein 3kHz Signal maximal 5 mal pro Periode abtasten kann?

Nein. Ich quäle hier einen ATMega328 mit knapp 400kSPS und der macht das 
locker mit. Höchstens die Qualität könnte etwas leiden, bei mir konnte 
ich das jedoch nicht beobachten. Ich benutze allerdings nur die obersten 
8 Bit des ADC-Wertes.


Gruß
Jonathan

von Ben _. (burning_silicon)


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400kSPS mal 8 Bit sind bei mir 3,2 Mhz ADC-Frequenz. Ich glaube mal 
irgendwas gelesen zu haben, daß 200 kHz das Maximum sind. Inwieweit ich 
Ergebnissen bei solch massiver Übertaktung noch Glauben schenken würde 
kannste Dir selber vorstellen.

Nee halt, der AVR wandelt ja trotzdem alle 10 Bits auch wenn Du nur 8 
auswertest. Macht dann glatte 4 Mhz für den armen ADC.

von Rainer B. (guitero)


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Danke für die schnellen Antworten!
Die maximale Frequenz von 200kHz habe ich auch schon öfter gelesen. Aus 
diesem Grund habe ich gefragt, da 200kHz/8=25kSPS. Das wäre ja schon 
über dem angegebenen Wert für den ATmega32. Ich wollte den ADC mit 
125kHz betreiben. Sollte demnach ja in Ordnung sein.

Gruß, guitero

von Ben _. (burning_silicon)


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Die Frage muß erstmal sein ob Dir 5 Abtastungen pro Periode bei 3 kHz 
ausreichen. Wenn ja hast Du mit den 200 kHz ja kein Problem.

Einfach durch 8 kannst Du übrigens nicht rechnen, da der ADC beim AVR ja 
immer alle 10 Bit wandelt und ich glaube auch noch ein Takt für die 
Sample&Hold-Schaltung draufgeht. Sind also mindestens 11 Takte pro 
Wandlung, macht bei 200 kHz 18,2 kSPS. Die genauen Werte müßten im 
Datenblatt stehen.

von Martin (Gast)


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Ben _ schrieb:
> 400kSPS mal 8 Bit sind bei mir 3,2 Mhz ADC-Frequenz. Ich glaube mal
> irgendwas gelesen zu haben, daß 200 kHz das Maximum sind. Inwieweit ich
> Ergebnissen bei solch massiver Übertaktung noch Glauben schenken würde
> kannste Dir selber vorstellen.

400 kS/s und 200 kHz würde schon zusammenpassen, wenn man Herrn Shannon 
glaubt.

Rainer B. schrieb:
> 200kHz/8=25kSPS
Und was rechnest du da jetzt`?

von Ben _. (burning_silicon)


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> 400 kS/s und 200 kHz würde schon zusammenpassen,
Wie? Das passt vorne und hinten nicht!

> wenn man Herrn Shannon glaubt.
Mache ich nicht.

von Ulrich (Gast)


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Der ADC im AVR braucht normal 13 Zyklen des AD Taktes. Bei der ersten 
Wandlung dauert es noch etwas länger. Mit 200 kHz für den AD takt kommt 
man auf rund 15 kSps.

Die 200 kHz sind aber keine absolute Grenze, sondern bei mehr als 200 
kHz (= 15 ksps) muss man mit ansteigenden Fehlern rechnen. Als maximale 
spezifizierte Frequenz ist 1 MHz (ca. 65 kSps) angegeben - da kann man 
dann noch etwa 8 brauchbare Bits erwarten. Viel mehr macht auch nicht 
viel Sinn, weil die Analoge Bandbreite auch nicht viel weiter 
spezifiziert ist.

von Sam .. (sam1994)


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Ben _ schrieb:
> da der ADC beim AVR ja
> immer alle 10 Bit wandelt

Man kann den Takt erhöhen: Dadurch sinkt die Genauigkeit und man ist bei 
effektiven 8bit.

von Ben _. (burning_silicon)


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Na da vertrau ich lieber dem Posting von Ulrich!

von Sam .. (sam1994)


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1
If a lower resolution than 10 bits is needed, the
2
input clock frequency to the ADC can be higher than 200kHz to get a higher sample rate.
Atmega48/88/168 S.247

von Ben _. (burning_silicon)


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Jo, aber nicht auf 4 Mhz... oder noch mehr bei 13 Takten und 400kSPS.

von Jonathan S. (joni-st) Benutzerseite


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Ben _ schrieb:
> Jo, aber nicht auf 4 Mhz... oder noch mehr bei 13 Takten und 400kSPS.

Also ich hatte bisher noch keinen AVR, der das nicht mitgemacht hat. 8 
Bit Auflösung bei 400kSPS habe ich noch immer rausbekommen, ohne 
Bitgezappel und Abweichungen. Außerdem sind es auch "nur" 5MHz.


Gruß
Jonathan

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