Guten Tag..., ich hab einen ADC1302 (http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX1302.pdf) und bin gerade dabei den zu testen. Wenn der AD-Wandler mit 1V beschaltet wird, dann bekomme ich digitale Werte zwischen 15995 und 16002. Da kommen alle Werte vor 15995, 15996, 16000...! Vref beträgt bei dem AD-Wandler 4,096 V, also ist 1 LSB 0,0625 mV. Wenn ich jetzt den digitalen Wert 16000 mit 0,0625 mV multipliziere, dann erhalte ich 1V, mit den anderen Werten schwankt es zwischen 0,9996875 und 1,000125 V. Ich weiss, dass das nur minimal ist...! Ist das schlimm, dass der AD-Wandler solch unterschieder Werte hat oder kann ich hier ruhig aufrunden? Ich hab keine Erfahrung wie man solche Messungen bewertet, deswegen beschäftige ich mich damit. Könnte mal vielleicht bei den unterschiedlichen Werten den Mittelwert bilden und damit arbeiten? Gruß Andreas
Die Frage ist, wie genau deine Spannungsquelle ist? Du sprichst hier von einer Spanne von 0,4mV. Das muß nicht nur am AD-Wandler liegen. Der Schaltungsaufbau kann auch eine Rolle spielen (Störeinstreuungen, schlechte Masseführung).
Wie sauber ist deine Eingangsspannung? Wie sieht es mit der Masseführung aus? Was du da machst, ist höhere Mückenfi... Jenseits von 12Bit wird es spannend. Ohne Erfahrung sind 16Bit etwas zu heftig. Also: Mittelwert bilden und gut ist.
"Ist das schlimm, dass der AD-Wandler solch unterschieder Werte hat" Nein, ist normal die Werte schwanken immer etwas. Könnte mal vielleicht bei den unterschiedlichen Werten den Mittelwert bilden und damit arbeiten? Ja klar. Ich empfehle den Median Filter.
Andreas Hoffmann schrieb: > Könnte mal vielleicht bei den unterschiedlichen Werten den Mittelwert > bilden und damit arbeiten? Genau das tut man üblicherweise. Hier ist ja nichtmal klar, ob nicht vielleicht die zu messende Spannung tatsächlich um die gemessenen Beträge wackelt, denn das sind ja nur gut 100µV bzw. 0,1‰. Selbst wenn die Quelle ein Labornetzteil ist, wären Schwankungen in dieser Größenordnung völlig normal.
Grundrechenarten schrieb: > 1,000125V - 0,9996875V = 437,5µV Und? Macht das einen Unterschied? Wird sind hier nicht in der Grundschule zum Thema "Zahlenraum bis 1000" sondern es geht ums Prinzip. Und ob das Labornetzteil 100 oder 500µV vor sich hin rauscht, wird meistens nicht mal in dessen Datenblatt stehen, sondern da ist eine obere Grenze angegeben, die wohl meist deutlich darüber liegen wird.
Oder einfach mal mit batterien durchfuehren. (Vss und signal). Wenns dann noch richtig wackelt ist es eine Masseschleife (oder etwas anderes :) )
Andreas Hoffmann schrieb: > Ist das schlimm, dass der AD-Wandler solch unterschieder Werte hat Steht doch genau so im Datenblatt: Transition noise = 1 LSB RMS Den Peak-Peak Wert erhält man durch Multiplikation von 6.6 mit 3 Sigma Unsicherheit. Um 50Hz Brumm herauszufiltern sollte man so viele Messwerte mitteln bis 20 ms (oder vielfache davon) aufintegriert sind. Gruß Anja
Anja schrieb: > Andreas Hoffmann schrieb: >> Ist das schlimm, dass der AD-Wandler solch unterschieder Werte hat > > Steht doch genau so im Datenblatt: > Transition noise = 1 LSB RMS > Den Peak-Peak Wert erhält man durch Multiplikation von 6.6 mit 3 Sigma > Unsicherheit. Oder aus dem SNR zurückrechnen (solange die Bedingungen ähnlich sind...) LSB = 4.096/2^16 = 62 uV Rauschen P-P waren 437.5 uV SNR = 6.02 * N + 1.76 dB Hier z.B. die 88 dB im single ended Modus und VREF 88 dB = 6.02 * N + 1.76 dB => N = 14.32 Bit Beides passt gut zu den gemessenen Werten
?!? schrieb: > Die Frage ist, wie genau deine Spannungsquelle ist? > Du sprichst hier von einer Spanne von 0,4mV. Das muß nicht nur am > AD-Wandler liegen. Guten morgen, meine Spannungsquelle ist ein Kalibrierquelle (http://www.amplifier.cd/Test_Equipment/other/Burster-4405-Kalibrierquelle.html). Die hat ein Messfehler von 0,02%! > Der Schaltungsaufbau kann auch eine Rolle spielen > (Störeinstreuungen, schlechte Masseführung). Das Layout des AD-Wandlers habe ich selber gemacht. Wie kann ich jetzt feststellen, dass es an dem Schaltungsaufbaue liegt?
> Das Layout des AD-Wandlers habe ich selber gemacht. Wie kann ich jetzt > feststellen, dass es an dem Schaltungsaufbaue liegt? Ganz wichtig ist es, den Schaltplan, das Layout und weitere Deatils zurückzuhalten, da die Leute hier massig Zeit haben und dir gerne die Würmer aus der Nase ziehen.
Andreas Hoffmann schrieb: > meine Spannungsquelle ist ein Kalibrierquelle > (http://www.amplifier.cd/Test_Equipment/other/Burster-4405-Kalibrierquelle.html). > Die hat ein Messfehler von 0,02%! 0,02% von 11 V sind 2,2 mV
Burkhardt schrieb: >> Das Layout des AD-Wandlers habe ich selber gemacht. Wie kann ich jetzt >> feststellen, dass es an dem Schaltungsaufbaue liegt? > > Ganz wichtig ist es, den Schaltplan, das Layout und weitere Deatils > zurückzuhalten, da die Leute hier massig Zeit haben und dir gerne die > Würmer aus der Nase ziehen. Das Layout habe ich wie auf Seite 13 (Figure 1) im Datenblatt (http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX1302.pdf) aufgebaut. Nur anstatt 3.3V (DVDD0) habe ich 5V und CH0 ist bei mir nicht belegt. Ich arbeite nur mit CH1 (INPUT). Als Schnittstelle verwende ich SPI, das ändert aber nichts an dem Layout!
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Arc Net schrieb: Hallo Arc Net, ich hätte mal ein paar Fragen zur deiner Rechnung. > Rauschen P-P waren 437.5 uV Du hast für dein Beispiel die Messwerte 1) 1,000125 und 2) 0,9996875 genommen. 1,000125-0,9996875 = 437.5 µV, richtig...? > SNR = 6.02 * N + 1.76 dB Wie kommst du auf diese Formel? Diese Formel ist doch für "Effetive Number of Bits", bzw. ENOB = SINAD - 1.76/6.02 (Datenblatt S.29)! > Hier z.B. die 88 dB im single ended Modus und VREF > 88 dB = 6.02 * N + 1.76 dB => N = 14.32 Bit > > Beides passt gut zu den gemessenen Werten Die Rechnung hier kann ich nachvollziehen aber wie kommst du darauf, dass die beiden Ergebnisse gut zu den gemessenen Werten passen? Die letzte Frage wäre, kann der AD-Wandler nur Effectiv Number of Bits haben: max. 90 db = 14,66 Bits min. 80 db = 12,996 Bits (13 Bits) Dann verstehe ich nicht, warum das ein 16 Bit ADC ist, warum kann man ihn nicht gleich AD-Wandler 14,66 Bit nennen?
TT schrieb: > Andreas Hoffmann schrieb: >> meine Spannungsquelle ist ein Kalibrierquelle >> > (http://www.amplifier.cd/Test_Equipment/other/Burst...). >> Die hat ein Messfehler von 0,02%! > > 0,02% von 11 V sind 2,2 mV Damit ist doch schon alles gesagt. 0,02% abweichung beziehen sich auf den messbereichsendwert von 11V. ergo: deine Spannungsquelle ist offensichtlich verdammt gut..
Andreas Hoffmann schrieb: > Die hat ein Messfehler von 0,02%! Das sagt überhaupt nichts über das Rauschen der Quelle aus. Die 0.02% könnten ja für eine Bandbreite von 0.001Hz sein. (also fast 1 Stunde Messdauer) Es gibt auch namhafte Kalibratoren (6 Stellig) die um die 100uVpp Rauschen (0.1-10Hz) bei 10V Ausgangsspannung haben. Eine gute Referenz sollte unter 0.6 ppm (peak-peak) haben. Gruß Anja
Andreas Hoffmann schrieb: > warum kann man > ihn nicht gleich AD-Wandler 14,66 Bit nennen? Wer kauft schon einen 14,66 Bit Wandler wenn der Mitbewerber 16 Bit ins Prospekt schreibt? Gruß Anja
Anja schrieb: > Wer kauft schon einen 14,66 Bit Wandler wenn der Mitbewerber 16 Bit ins > Prospekt schreibt? > > Gruß Anja heeeeeee????? Es gibt doch kein 16 Bit AD-Wandler, der auch 16 Bit liefert oder? Dann ist es doch falsch wenn ich den AD-Wandler 16 Bit nenne!!!
Andreas Hoffmann schrieb: > Es gibt doch kein 16 Bit AD-Wandler, der auch 16 Bit liefert oder? > Dann ist es doch falsch wenn ich den AD-Wandler 16 Bit nenne!!! So einfach ist das nicht. Du solltest erstmal unterscheiden zwischen - Auflösung und - Genauigkeit. Die Auflösung ist sinnvollerweise immer größer als die Genauigkeit. Und die Genauigkeit wiederum hat mehrere Aspekte (Linearität, Rauschen, ...) und hängt von vielen Parametern ab. Ab wann die Angaben des Herstellers unseriös werden, ist so einfach nicht zu sagen und hängt auch von der Anwendung ab. Wenn z.B. nicht der absolute Wert sondern nur langsame Änderungen erfasst werden sollen, kann man zusammen mit Software-Filterung mehr Bits sinnvoll nutzen. Gruß Dietrich
Ok, das nacht Sinn! Danke für eure Antworten, die haben mir sehr geholfen. Gruß Andreas
Hi,
ich hab meine Messungen sowei hinbekommen. Jetzt würde ich die
Ergebnisse gerne etwas analysieren, aber ich komme momentan etwas
durcheinander.
Ich will von den Ergebnissen den absoluten und relativen
Quantisierungsfehler ermitteln.
Absolute Quantisierungsfehler: Qa = Uw - Um Uw = Eingangsspannung
Um = Analoger Wert
diesse Formel finde ich auch in vielen Lehrbüchern, aber für den
relativen Quantisierungsfehler finde ich in den Büchern nichts.
Wenn ich es google, dann bekomme ich viele Formeln. Deshalb bin ich
etwas verwirrt, kann mir vielleicht da jemand helfen?
Mir wäre es lieb, wenn ich etwas in Lehrbüchern finden würde. Also wäre
ich für jeden tipp sehr dankbar.
Gruß
Andreas
Hallo Andreas, mich interessiert, wie genau du die analoge Referenzspannung am ADC-Eingang erzeugen (Schritte mV und Genauigkeit) und Messen kannst.
Hallo Uwe, ich verstehe deine Frage nicht richtig. Du willst wissen, wie ich die Referenzspannung am Eingang des ADC erzeuge? Mit einem Netztgerät und messen per ADC 1302 von Maxim. Gruß Andreas
Andreas Hoffmann schrieb: > Hallo Uwe, > > ich verstehe deine Frage nicht richtig. Du willst wissen, wie ich die > Referenzspannung am Eingang des ADC erzeuge? Mit einem Netztgerät und > messen per ADC 1302 von Maxim. Dir ist aber schon klar, dass ein ADC im Prinzip nur das Verhältnis der zu messenden Spannung in Relation zur Referenzspannung feststellt. D.h. jegliche 'Unsauberkeit' in der Referenzspannung hast du damit auch ganz automatisch auch im Messergebnis. Selbst wenn deine zu messende Spannung steht wie eine Eins, sobald du auf der Referenzspannung kleine Schwankungen hast, schwankt auch das Messergebnis. Ich wollte das nur klargestellt wissen, denn genau deswegen ist die Frage aufgetaucht, wie deine Referenzspannung entsteht.
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Hallo Andreas, Karl Heinz hat es schon verstanden, worauf ich mit dieser Frage abziele. Es geht mir um deine Messgenauigkeit und der möglichen Störquellen, die muss man all kennen, wenn man eine Aussage treffen möchte Du schreibst selbst /Vref beträgt bei dem AD-Wandler 4,096 V/ wie andere TL schon schrieben, ist hier auch eine Toleranz +- x% vorhanden. Dein zu messendes Signal schwankt bestimmt auch, durch die Regelung und hat noch eine Rauschspannung überlagert. Dazu kommt noch die Messungenauigkeit deines Referenzmessgeräts, denn wir es DMM, hinzu. Als dies führt in der Summe zu einer bestimmten Wahrscheinlichkeit (Messunsicherheit) wo - also in welchem Bereich - die zu messende Spannung liegt. ok?
Ich benutze die interne Refernzspannung des ADC, diese ist 4,096 V. Somit habe ich eine Auflösung von 0,0625 mV pro Schritt. Da mein Netzgerät nur drei Stelle nach dem Komma hat, habe ich meine erste Messung mit 0,063 mV festgelegt. Somit müsste ich ein digitalen Wert zwischen 0 (00000) und 2 (00010) haben. Laut Datenblatt hat der ADC +/- 1 LSB Die Messgenauigkeit des Netzgerätes beträgt 0,02%.
Danke Andreas,
jetzt sehe ich klarer bgzl. deinem Messaufbau.
Vorschlag: bitte mache die ADC Messungen über eine Mittelwertbildung
über m=2^n; n E {1,..,256} Messwerte.
ADC-Mittelwert = Summe[1 bis m]( eine 16Bit ADC-Messung ) / m
Dann sollte das Flackern der unteren Bits nicht mehr so stark in
Erscheinung treten.
Bitte berichte.
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Den Mittelwert habe ich schon von den einzelnen Messungen. Da ich immer verschiedene Werte bekomme, habe ich den Mittelwert gebildet. Zum Beispiel habe ich die Messung für 0,063 mV zehm mal laufen lassen und dann den Mittelwert gebildet. Damit habe ich auch kein Problem. Mein Problem ist jetzt, wie kann ich den relativen Quantisierungsfehler berechen.
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Hallo Andreas, mache eine Messreihe mit einer Strittweite von 10mV von 0 bis 4096mV erfasse die ADC-Messwerte und setze sie in Relation zu den erwarteten ADC-Messwerten. Ein erwarteter ADC-Messwert (ADC_soll) ist definiert als: ADC_soll = V_ist /Vref *2^(#Bits) Mit Vref=4.096V ±1% (MAX1302) ergibt das ADC_soll = V_ist *2^16 /2^12 = V_ist *2^4 Den relativen Quantisierungsfehler (Q_rel) würde ich als Q_rel = |ADC_soll - ADC_ist| definieren.
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Hallo Uwe, ok das werde ich machen. Danke Ein frage hätte ich noch was das Messen des ADC betrifft. Wenn ich z.B. die Spannung 0,065 mV messe, dann bekomme ich immer verschiedene digitale Werte. Da habe ich entschlossen ein Mittelwert zu bilden. Die Software hab ich jetzt so programmiert, dass ich nach 10 Messungen den Mittelwert bekomme. Aber wieviele Messungen soll ich lieber machen, sind 10 ausreichend oder soll ich lieber 100 machen? Gibt es dafür ein Maß oder eine Regel? Wie geht man an solche Dinge ran? Gruß Andreas
Hallo Andreas, wir/ ich keinen deinen Aufbau nicht, evtl. fängst Du dir schon Schwankungen auf der Versogungsspannung, Strom auf den Masseflächen etc. ein. Also immer 2^n Messungen machen und ausprobieren - wir leben in der digitalen Welt.
Uwe S. schrieb: Hallo Uwe, mir ist etwas aufgefallen undzwar bei den Formeln. > ADC_soll = V_ist /Vref *2^(#Bits) Meinst Du hier mit 2^(Bits), den Bit den ich gerade verwende oder 16 Bits, des ADCs? > ADC_soll = V_ist *2^16 /2^12 = V_ist *2^4 Warum dividierst Du hier durch 2^12, wie kommst Du darauf 2^12? > Den relativen Quantisierungsfehler (Q_rel) würde ich als > Q_rel = |ADC_soll - ADC_ist| Ist ADC_soll - ADC_ist nicht der absolute Quantisierungsfehler? Der relative Quantisierungsfehler ist doch nur der Prozentwert, des absoluten Quantisierungsfehler oder...? Gruß Andreas
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Hallo, kleine Hilfestellung: 16 Bit ADC Auflösung sind 2^16 verschiedene Werte 4096mV Vref sind 2^12 mV Den Rest kann Du selbst entwickeln.
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Super, danke jetzt habe ich das verstanden. Letzte Frage für heute. ;) Du meintest ja; "Mit Vref=4.096V ±1% (MAX1302) ergibt das" dabei ist +-1% die Genauigkeit des ADC!? Richtig...? PS: Du meintest bestimmt hier 2^12 verschiedene Werte und nicht mV, oder?
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Nein, -+1% ist die Genauigkeit laut MAX1302 Datenblatt der Referenzspannung. Siehe Seite 4 des MAX1302 Datenblatts. Die Temperaturabhängig mit 30ppm ist dabei noch nicht berücksichtigt !
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Guten Abend, ich mache gerade ein paar Messungen. Mir ist aufgefallen, dass mein AD-Wandler im unteren Bereich nicht die Werte aus gibt. Wenn ich z.B. im mV Bereich bin 0,1 mV dann bekomme ich ein digitalen Wert von 7,38. Dies entspricht 0,46125 mV. Wenn ich aber im 1000 mV Bereich aufhalte, dann bekomme ich die Werte, die ich auch erwarte so zwischen 16000 - 16005. Woran liegt das? Ps: Die Kalibrierquelle hat ein Messfehler von 0,02%, der AD-Wandler hat eine Genauigkeit von +- 1%. Gruß Andreas
Andreas Hoffmann schrieb: > Guten Abend, > > ich mache gerade ein paar Messungen. Mir ist aufgefallen, dass mein > AD-Wandler im unteren Bereich nicht die Werte aus gibt. > > Wenn ich z.B. im mV Bereich bin 0,1 mV dann bekomme ich ein digitalen > Wert von 7,38. Dies entspricht 0,46125 mV. > > Wenn ich aber im 1000 mV Bereich aufhalte, dann bekomme ich die Werte, > die ich auch erwarte so zwischen 16000 - 16005. > > Woran liegt das? > > Ps: Die Kalibrierquelle hat ein Messfehler von 0,02%, Siehe Datenblatt http://www.pd.infn.it/elettronica/Strumenti/foto%20strumenti/BURSTER4405.pdf 0.02% vom Bereichsendwert und einen Nullfehler der mal wieder höchst unsinnig als < 50 uV angegeben wird. Hinzukommt noch Rauschen, Temperatur- und Langzeitdrift. Im Bereich bis 100 mV wären das 20 uV +- x Im Bereich 100 mV bis 1000 mV 200 uV +- x Anders gesagt: Wenn das im 100 mV bis 1000 mV Bereich auftreten würde, wäre es noch plausibel. Im niedrigeren Bereich aber nicht. > der AD-Wandler hat eine Genauigkeit von +- 1%. Die eingebaute Referenz des Wandlers hat diese... Hinzukommen Offset- und Verstärkungsfehler, Nichtlinearitäten, Rauschen, Temperatur- und Langzeitdrift und Fehler durch den recht hohen Eingangsstrom des Wandlers (-1.5 mA bis +0.6 mA) > Wenn ich z.B. die Spannung 0,065 mV messe, dann bekomme ich immer > verschiedene digitale Werte. Da habe ich entschlossen ein Mittelwert zu > bilden. Die Software hab ich jetzt so programmiert, dass ich nach 10 > Messungen den Mittelwert bekomme. > Aber wieviele Messungen soll ich lieber machen, sind 10 ausreichend oder > soll ich lieber 100 machen? Kommt drauf an... Die Messunsicherheit einer Messung liegt bei deltaX = Bereich / 2. Die Messunsicherheit des Mittelwertes liegt bei deltaAvg = Bereich / (2 * sqrt(N)) Bereich = Maximaler Wert - minimaler gemessener Wert. N = Anzahl der Werte Da die Messwerte hier normalverteilt seien sollten, kann abgeschätzt werden wie wahrscheinlich das Auftreten eines Ausreißers ist http://www.cirrus.com/jp/pubs/appNote/an37.pdf http://de.wikipedia.org/wiki/Fehlerrechnung
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