Hallo, ich beschäftige mich gerade mit Oszilloskop-Software. Dabei stellte ich fest, dass Analog-Digital-Konverter (ADC) entweder recht teuer sind, oder nicht schnell genug. Jetzt ist es bei einem Oszilloskop allerdings so, dass man zwar hohe schnell nacheinander Messwerte aufzeichnen muss. Aber es reicht völlig aus, ein paar Tausend Messwerte in einem "Burst" kurz nacheinander aufzuzeichnen und dann für einige Millisekunden Pause zu machen. Einzig der Trigger muss auf der hohen Geschwindigkeit funktionieren und für dessen Funktionalität reicht es ja, einen Nulldurchlauf und ggf. eine steigende/fallende Flanke unterscheiden zu können. Sprich: Es tut auch ein Digital-In-Pin eines µC. Meine Idee war deshalb, nicht kontinuierlich die Messwerte direkt per ADC aufzuzeichnen, sondern das Spannungslevel in einer Art "Kondensator-Array" mit vorgeschaltetem De-/Multiplexer zwischenzuspeichern und dann in Ruhe mit dem "langsamen" ADC abzuarbeiten. Die Zeitabhängige Selbstentladung der Kondensatoren ließe sich recht einfach heraus rechnen. Dafür wäre eine Konstante Spannung am Eingang nötig. Der Spannungslevel jedes Kondensators nach der ADC relativ zum Wert des ersten Kondensator (bei fester/bekannter Geschwindigkeit der ADC) wird gespeichert. Die gewünschte Konstruktion entspricht eigentlich dem eines RAM... nur ohne die Digitalisierung des Eingangs/Ausgangssignals. Deswegen war ich am Überlegen, ob es nicht bezahlbare ICs für diesen Einsatzzweck gibt... Es gibt doch auch (soweit ich mich entsinne) ICs in die man 10-30 Sekunden Audio aufzeichnen kann. Die waren doch auch analog... oder waren das ASICs Bei meiner Suche habe ich spontan nichts gefunden, aber vielleicht gibt es für diese ICs einen speziellen Namen, den ich nicht kenne. Grüße, Stefan
Ich glaube, die heißen allgemein CCD. Aber außer in der Kameratechnik kenne ich keine Anwendung.
> Meine Idee war deshalb, nicht kontinuierlich die Messwerte direkt per > ADC aufzuzeichnen, sondern das Spannungslevel in einer Art > "Kondensator-Array" mit vorgeschaltetem De-/Multiplexer > zwischenzuspeichern und dann in Ruhe mit dem "langsamen" ADC > abzuarbeiten. "Deine Idee" hatte so vor 20 Jahren Tektronix und das TDS210 auf den Markt gebracht. CCD Eimerkettenspeicher, verantwortlich für das deutlich erkennbare Rauschen im Signal, egal welche Einstellung. Heute muß man das so nicht mehr bauen.
Hey, danke für die schnelle Antwort... der Eimerkettenspeicher scheint so grob zu sein, was ich suche. Stefan
Ich fürchte bloss, dass diese Bauteile nicht grad billige Standardware sind. ADCs mit dreistelligen MHz hingegen sind es, und so schrecklich teuer sind sie auch nicht mehr.
@MaWin: > "Deine Idee" hatte so vor 20 Jahren Tektronix und das TDS210 auf den > Markt gebracht. Ja, das Problem ist mir nicht neu. Meine Ideen hatten oft schon Leute vor 20 oder gar noch mehr Jahren. So ist das halt, wenn ein paar Milliarden Menschen auf der Erde existieren... Hin und wieder bin ich dann aber doch mal der Erste oder der der's zuerst veröffentlicht. Zwar nicht in der Elektronik/Elektrotechnik... aber in der Informatik. > CCD Eimerkettenspeicher, verantwortlich für das deutlich erkennbare > Rauschen im Signal, egal welche Einstellung. > Heute muß man das so nicht mehr bauen. Und... Heute nimmt man einen besseren ADC? Oder was ist die aktuell bessere Lösung?
MaWin schrieb: > "Deine Idee" hatte so vor 20 Jahren Tektronix und das TDS210 auf den > Markt gebracht. Bei Weitem nicht das erste...
Stefan K. schrieb: > Und... Heute nimmt man einen besseren ADC? Oder was ist die aktuell > bessere Lösung? Man nimmt eine ausreichende Anzahl von Flash-ADCs, die zeitlich verschränkt operieren. Also beispielsweise 4 250MHz ADCs um auf eine Samplerate von 1GHz zu kommen. Die Daten landen beispielsweise im Block-RAM eines FPGAs.
A. K. schrieb: > Man nimmt eine ausreichende Anzahl von Flash-ADCs, die zeitlich > verschränkt operieren. Also beispielsweise 4 250MHz ADCs um auf eine > Samplerate von 1GHz zu kommen. Die Daten landen beispielsweise im > Block-RAM von FPGAs. Ja... die Variante scheint mir auch sinnvoll.
Was ist eigentlich mit TDCs? Es ist ja bekannt, dass man mit Spannungsreferenzen irgendwann an physikalische Grenzen stößt. Frequenzen kann man dagegen viel hochauflösender messen und auch die Referenzen sind um Welten stabiler. Warum also nicht einen TDC als ADC missbrauchen? Das Frontend würde nach meiner Vorstellung dann aus im Optimalfall integrierten RC-Gliedern bestehen und ich lade den Kondensator gegen meine zu digitalisierende Spannung auf und messe dann die Entladezeit.
Eine Potentialspeicher-Röhre ist eine gute Möglichkeit, dieses Vorhaben umzusetzen. ;-) MfG Paul
A.T.C. schrieb: > ich lade den Kondensator gegen > meine zu digitalisierende Spannung auf und messe dann die Entladezeit. Rechne mal nach: wenn du 1 GHz mit 10 Bit digitalisieren willst, müsste der Zähler für Lade/Entladezeit mit 2000 GHz oder mehr takten. So funktionieren schnelle ADCs nicht aus naheliegendem Grund. Gruss Reinhard
A.T.C. schrieb: > Was ist eigentlich mit TDCs? Es ist ja bekannt, dass man mit > Spannungsreferenzen irgendwann an physikalische Grenzen stößt. > Frequenzen kann man dagegen viel hochauflösender messen und auch die > Referenzen sind um Welten stabiler. Warum also nicht einen TDC als ADC > missbrauchen? http://www.acam.de/products/picostrain/ Gut aber nicht besser als "normale" ADCs
ich glaube das was du suchst ist keine Eimerkette (die einen ganzen Kurvenzug speichern kann) sondern in Sample und Hold für einen einzelnen Messwert. Schau dich mal bei Analog Devices um, dort gibts viele Wandler die das bereits drinnen haben weil sonst der Wert falsch wird wenn sich die Eingangsspannung während der Aproximation ändert. Natürlich kann man ein S&H auch selber vor den AD ranflanschen - früher war das so üblich. Schaltung mit (Styroflex)kondensator und BF245 als Transistor hält den Analogwert minutenlang
Janvi schrieb: > ich glaube das was du suchst ist keine Eimerkette (die einen ganzen > Kurvenzug speichern kann) sondern in Sample und Hold für einen einzelnen > Messwert. Hi Janvi... ich möchte schon einen Kurvenverlauf speichern (Ozilloskop). Ein einfaches Sample&Hold würde mir nur genau einen Messwert zwischenlagern. Daher müsste für eine hohe Messauflösung dann der ADC so schnell sein, dass er bis zum nächsten "Sample"-Schritt fertig ist. Die Möglichkeit des Pipelining bzw. verwenden von mehreren ADCs wurde ja bereits genannt... damit lässt sich bei begrenzter Geschwindigkeit des ADCs die messbare Frequenz etwas erhöhen. Der Eimerkettenspeicher hätte den Vorteil, dass der ADC im Prinzip so lahm sein kann, wie er will... Man nimmt nur einmal die Messwertreihe auf (ab damit in die Eimerkette) und holt sich dann nach und nach jeweils ein Sample aus der Kette für die AD-Wandlung. Die Frage ist allerdings ob der Eimerkettenspeicher - für meinen Anwendungsfall - nicht vielleicht teurer ist als einen schnelleren ADC zu nehmen. Ich möchte ja nur 10 oder 100 MHz Samplingfrequenz erreichen und 1000 Messwerte am Stück haben; und das vllt. 4 bis 10 mal pro Sekunde. Ein AVR hat z.B. einen ADC mit 10bit Auflösung und mindestens 17 kHz Samplingfrequenz. Damit müsste er also 17000 Samples pro Sekunde umwandeln können, das wären also sogar 17 mal pro Sekunde, je 1000 Messwerte. Nochmal zur verdeutlichung: Die Messwerte sollen in dem Falle aber nicht gleichmäßig über die Zeit verteilt sein, sondern z.B. aller 60 ms sollen innerhalb von 10 us (10 Mikrosekunden!) jeweils 1000 Samples (entspricht 100 MSa/s) aufgezeichnet werden. Realistischer für die "Billiglösung" wäre aber ein 16 oder 8 MHz-Sampling-Takt der direkt vom AVR geliefert (8 MHz) oder von dessen Taktquelle (externer 16MHz-Oszillator) gespeist werden könnte. Es geht also eher darum, obs nen ollen Chip (z.B. mit nem Eimerkettenspeicher) gibt, der für 1-2 Euro zu haben ist und dann das ganze ermöglicht... und dadurch die 10-12 EUR für nen 100-MHz-ADC einzusparen, welcher dann auch gleich noch x IO-Pins benötigt und den AVR dahingehend überfordert, dass die Daten mit 100 MHz abzuholen sind... sprich man braucht dann stattdessen wieder ein digitales Zwischenlager (z.B. RAM). Es sei denn der ADC hat selbst einen gewissen Puffer integriert. Grüße, Stefan
A.T.C. schrieb: > Warum ... nicht einen TDC als ADC missbrauchen? > Das Frontend würde nach meiner Vorstellung dann aus im Optimalfall > integrierten RC-Gliedern bestehen und ich lade den Kondensator gegen > meine zu digitalisierende Spannung auf und messe dann die Entladezeit. Wow! Erst erfindet der TE den Eimerkettenspeicher, jetzt erfindest du das Zweiflanken-Integrationsverfahren. Wo das wohl noch hinführt? Na da will ich mal nicht so sein und euch an meiner bahnbrechenden Idee teilhaben lassen: wie wäre es, wenn man Brot nicht mehr nur am Stück, sondern schon in gebrauchsfertige Scheiben geschnitten verkauft?
Axel Schwenke schrieb: > Na da will ich mal nicht so sein und euch an meiner bahnbrechenden > Idee teilhaben lassen: wie wäre es, wenn man Brot nicht mehr nur am > Stück, sondern schon in gebrauchsfertige Scheiben geschnitten verkauft? Ja, das geht dann weg wie frischgeschnittenes Brot. Meint Harald
Stefan K. schrieb: > Es geht also eher darum, obs nen ollen Chip (z.B. mit nem > Eimerkettenspeicher) gibt, der für 1-2 Euro zu haben ist Typischerweise sind "olle" Eimerkettenspeicherchips wesentlich teurer wie "aktuelle" ADCs. Gruss Harald
Axel Schwenke schrieb: > Na da will ich mal nicht so sein und euch an meiner bahnbrechenden > Idee teilhaben lassen: wie wäre es, wenn man Brot nicht mehr nur am > Stück, sondern schon in gebrauchsfertige Scheiben geschnitten verkauft? Ich lege noch eine Innovation drauf: Man könnte ja auch statt einem Brot einfach kleine Teigportionen backen. Das nennt man dann Brötchen und muss es gar nicht mehr schneiden. Bin ich der erste? fragt sich Udo :-)
Harald Wilhelms schrieb: > Typischerweise sind "olle" Eimerkettenspeicherchips wesentlich > teurer wie "aktuelle" ADCs. Ausser er kauft ganz olle SpeicherOszis und baut sie daraus aus.
...geht das weg? Ich schneide meine Bemmen lieber selber, ich stehe nicht so auf Hartgummischeiben., Evtl. erfindet der TE jetzt noch das Samplingscope, schaunmermal.. Gruß, Holm
Harald Wilhelms schrieb: > Typischerweise sind "olle" Eimerkettenspeicherchips wesentlich > teurer wie "aktuelle" ADCs. Eigentlich gibts die nur noch direkt verschaltet mit Sensoren wie in Kamerachips. Niemand lädt noch von aussen was rein in so eine Eimerkette, die dienen bloss zum raustakten der parallel übernommenen Werte. Aber auch da gibts Alternativen. Gruss Reinhard
Reinhard Kern schrieb: > Harald Wilhelms schrieb: >> Typischerweise sind "olle" Eimerkettenspeicherchips wesentlich >> teurer wie "aktuelle" ADCs. > > Eigentlich gibts die nur noch direkt verschaltet mit Sensoren wie in > Kamerachips. Niemand lädt noch von aussen was rein in so eine > Eimerkette, die dienen bloss zum raustakten der parallel übernommenen > Werte. Naja, früher (tm) hat man die auch zum verzögern von Audiosignalen benutzt. Für die Anwendung des TEs sind sie aber m.E. nicht geeignet. Das geht mit normalen ADCs wesentlich besser zu lösen. Gruss Harald
Stefan K. schrieb: > Ich möchte ja nur 10 oder 100 MHz Samplingfrequenz erreichen > und 1000 Messwerte am Stück haben; und das vllt. 4 bis 10 mal pro > Sekunde. Was machst du dir für einen Aufwand! ADC mit 10 MHz Samplingfrequenz sind wirklich keine teuren Sonderbausteine mehr. Das kriegt man ja schon fast mit dem STM32F4Discovery board hin (ca. 7 MHz max). Mal beispielsweise: http://de.rs-online.com/web/c/halbleiter/datenwandler/a-d-wandler/?sort-by=P_breakPrice1&sort-order=asc&sort-option=Preis&applied-dimensions=4294420653,%204294400757,%204294394326,%204294394598,%204294410875,%204294410882,%204294400490,%204294416689,%204294409974,%204294410883,%204294394659,%204294402240,%204294408811,%204294410314,%204294420849,%204294405238,%204294400763,%204294417684,%204294405182,%204294413347,%204294417695,%204294417668,%204294405415,%204294404301,%204294405413,%204294417365,%204294401797,4294412799,4294401429,4294390937,4294394324,4294401417,4294401431,4294401407,4294405563,4294408810,4294405489,4294405488,4294405490,4294401446,4294385223,4294385225,4294385572,4294385217,4294391227,4294385256&lastAttributeSelectedBlock=4294960190 Ab 5 EUR für 20 MHz 10 Bit oder 40 MHz 8 Bit. 100 MHz gibts dann ab ca. 12 EUR.
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