[AD-Wandlung] merkwürdige Ausreißer

[Thomas (Gast)]

Hallo Zusammen,

ich versuche gerade einen AD-Wandler in Betrieb zu nehmen und habe dabei 
leider einige Probleme. Max. Abtastrate ist 4MHz, welche auch die 
Probleme verursacht. Hier bekomme ich starke Schwankungen.

Das Problem dieser Schwankungen: Sie sind genau 1 Sampletiefe lang und 
verdoppeln sich in einem Abstand von ca. 8000 Samples. Ich habe mal ein 
Bild angehängt, um dies zu verdeutlichen. Die Höhe der Ausreißer ist 
nicht immer gleich sondern schwankt ein wenig, ihre Verteilung scheint 
zufällig und ist immer anders.

Diese Messung habe ich jetzt von einer Vorverstärker-Stufe, welche 
kurzgeschlossen ist. Schließe ich den AD-Eingang hinter der 
Vorverstärkung kurz (also näher am ADC), so bekomme ich diese Ausreißer 
nicht.

Ich schließe also Datenübertragungsfehler aus. Was ich mir auch nicht 
vorstellen kann sind analoge Signalschwankungen. Schließlich sind diese 
vermutlich von der Höhe etwas zufälliger.


Woher können solche Ausreißer herkommen. Ist es eher analoger oder 
digitaler Natur? Die Tatsache, das sich diese Ausreißer nach 8000 
Samples verdoppeln spricht ja eher für digitale Fehler.


Viele Grüße,
  Thomas

[Thomas (Gast)]

kurzer Nachtrag: Die Höhe der Ausreißer verdoppelt sich natürlich nicht, 
sondern verfünffacht sich (in etwa).

[Dario B. (abcd)]

tja, dann wird da wohl etwas schwingen ;-)

[Der Rächer der Transistormorde (Gast)]

Thomas schrieb:
> Woher können solche Ausreißer herkommen.

Sie können von allem möglichen kommen, aber warum willst du das wissen?

Es geht doch darum das im eigenen Projekt heraus zu finden. Also ist 
statt theoretischer Herkunftsphilosphie praktisches Eingrenzen angesagt.


Ohne Schaltplan, Software, Messobjekt etc. ist eine konkrete 
Hilfestellung aber "nicht einfach".

[.... (Gast)]

Folgendes könnte man noch ausprobieren:
- Bitmuster der Ausreisser ansehen. Gut möglich, dass du eine 
Regelmässigkeit erkennst, die dich zum Problem führt.
- Zeitliche Verteilung ansehen. Treten die Ausreisser in einer 
Regelmässigkeit auf? (Auch hier, Bitmuster ansehen.)
- Kann es sein, dass die Ausreisser konstante Offsets auf dem Signal 
sind, nach deren Abzug man wieder ein sinnvolles Signal erhält?

Der Rächer der Transistormorde schrieb:
> Es geht doch darum das im eigenen Projekt heraus zu finden. Also ist
> statt theoretischer Herkunftsphilosphie praktisches Eingrenzen angesagt.

Er will ja wohl auch keine fertige Antwort, sondern ein paar Tipps, wo 
man weitersuchen könnte. Leider neigen viele Leute hier im Forum immer 
mehr dazu, eine Komplettlösung abzugeben. Nach dem Motto: Sag uns, was 
du tun willst und wir sagen dir, wie. Aber das ist nicht die Idee eines 
Forums.

[Georg G. (df2au)]

Thomas schrieb:
> Diese Messung habe ich jetzt von einer Vorverstärker-Stufe, welche
> kurzgeschlossen ist. Schließe ich den AD-Eingang hinter der
> Vorverstärkung kurz (also näher am ADC), so bekomme ich diese Ausreißer
> nicht.

Damit würde ich vorerst Softwarefehler ausschliessen.

Ansätze:
Manche Verstärker neigen bei kapazitiver Last zum Schwingen.

Ist es denkbar, dass dein Vorverstärker den Takt des Prozessors oder ein 
anderes Signal per Streuung auffängt?

Werden die Signale über der Zeit nur größer oder werden sie nach einiger 
Zeit dann wieder kleiner, eine Art Schwebung?

Welche Höhe (in % Aussteuerung) haben die Störungen?

Wenn der ADC sie sieht, sollte man sie auch mit einem Scope sehen 
können.

[Wolfgang (Gast)]

Was für einen Wandlertyp setzt du überhaupt ein und wie sieht es mit S&H 
und max. Signalsteilheit aus?

[Thomas (Gast)]

Hey,

vielen Dank schonmal für die Antworten. Die Woche werde ich mal genauer 
an die Sache heran gehen, zur Zeit habe ich keinen Zugang zur Schaltung.

Als Wandler setze ich einen Delta-Sigma Wanlder ein. Dieser benötigt 
einen 32MHz Quarz. Die Datenübertragung findet mit 96MHz statt.

Zunächst dachte ich auch, ob nicht vllt etwas schwingt. Spricht denn 
aber die immer gleich aussehende Störung dagegen? Warum treten die 
Störungen immer erst nach 8000 Samples auf? Fängt die Schwingung etwa 
immer genau beim Start der Wandlung an? Weiter hätte ich konstantere 
Ausreißer erwartet. Hier sind jedoch oft mehrere hundert Samples ohne 
Ausreißer.


Leider kann ich nicht mehr Samples als 32k aufnehmen, sehe somit auch 
nicht ob die Störung nach langer Zeit wieder kleiner wird.

Was genau ist mit max. Signalsteilheit gemeint? Die Ausreißer treten ja 
bei einer Gleichspannung schon auf. D.h. die Signalsteilheit ist im 
Grund sehr gering.

Der Aussteuerbereich des AD-Wandlers ist übrigens +/- 3V, also im Ganzen 
6V.

Ich werde nochmal genauere Untersuchungen machen in welchem ich das 
Scope mit einschließe.

Viele Grüße,
  Thomas

[Der Rächer der Transistomorde (Gast)]

Für mich sieht das nach einem sehr unsystematischen Endstörprozess aus. 
Das kann man planen. Da schlage ich eine Liste vor was du wo und warum 
messen willst.

Fang am A/D Wandler Eingang an und vergiss nicht Stromversorgung und 
Kommunikation. Hak einem Punkt nach dem anderen ab und vergiss jede 
theoretische Überlegung.

Wenn am Eingang alles ok ist und auch die Stromversorgung nichts hergibt 
hat sich der physikalische Teil zu 99,9% erledigt.

Wenn das gleiche am Scope zu sehen ist, na wunderbar. Dann ist der 
Software und A/D auszuschließen.

In jedem Fall sind danach 50% aller Ursachen obsolet und man kann in die 
richtige Richtung weiter gehen.