Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik CH- vom Differential ADC mit GND verbinden?


von Timmy (Gast)


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Hallo,

ich möchte mit einem ADC eine Spannung zwischen -10 und 10mV messen. Der 
Bezugspunkt ist Masse. Sollte man in diesem Fall CH- immer einfach mit 
Masse verbinden?

von Timmy (Gast)


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Es ist ein delta Sigma Wandler. MCP3918.

von Holger (Gast)


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Timmy schrieb:
> ich möchte mit einem ADC eine Spannung zwischen -10 und 10mV messen.

stark suboptimal...

Was spricht gegen eine Bufferung / Verstärkung?

Timmy schrieb:
> Der
> Bezugspunkt ist Masse.

:-)

Timmy schrieb:
> Sollte man in diesem Fall CH- immer einfach mit
> Masse verbinden?

Wenn es ein "echter" differentieller Eingang ist und die 
Referenzspannung dazu passt und auch das Datenblatt nicht dagegen 
spricht dann ja.

Schon mal ins Datenblatt geschaut??

von Holger (Gast)


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Holger schrieb:
> Schon mal ins Datenblatt geschaut??

Damit gemeint sind: alle 88 Seiten durchgelesen und verstanden? So ein 
24-bit ADC ist nicht unbedingt Anfängertauglich, da sollte man schon 
GENAU wissen was man tut...

von Holger (Gast)


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Habe das Datenblatt mal kurz überflogen: definitiv ein super Teil, aber 
mit deinem Kenntnisstand lass mal die Finger davon.

Nimm lieber einen ordentlichen OpAmp, lege damit auf dein Signal ein 
Offset und ein Gain drauf, eventuell noch einen kleinen Filter dazu 
(Stichwort: anti-aliasing) und verarbeite dein Ausgangssignal mit einem 
Single-ended ADC. Damit hast du immerhin die Chance das am Ende das 
rauskommt was du dir erhoffst.

Nix für ungut, ist aber meine persönliche Meinung. Habe schon oft genug 
Bachelors  Masteranden  Jungingenieure an ähnlichen Aufgabenstellungen 
scheitern sehen.

von Timmy (Gast)


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Der ADC hat eine interne Verstärkung von bis zu 32x. Das ist ausreichend 
um in 1uV Schritten messen zu können.

Also?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Timmy schrieb:
> Das ist ausreichend um in 1uV Schritten messen zu können.
Sauber schöngesoffen.
Du bekommst nicht mal so ein Layout hin, mit dem du auch nur annähernd 
so gut bist, dass du in diesem Bereich was reproduzierbares gemessen 
bekommst.

> Also?
Was willst du machen?

BTW: die antwort auf deine frage lautet:
Ja, denn laut Datenblatt gilt:
1
Analog Input Absolute Voltage on CH0+/- Pins  -1  —  +1 V 
2
All analog input channels, measured to AGND

: Bearbeitet durch Moderator
von Arc N. (arc)


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Timmy schrieb:
> Der ADC hat eine interne Verstärkung von bis zu 32x. Das ist ausreichend
> um in 1uV Schritten messen zu können.
>
> Also?

Was für ein Signal? Der MCP hat je nach Verstärkung nur eine 
Eingangsimpedanz von 33 kOhm. Zudem müssen auch die nötigen Filter vor 
dem ADC mitberücksichtigt werden (u.a. zum Anti-Aliasing siehe Abschnitt 
5.4 im Datenblatt)
CH- auf AGND zu legen geht siehe u.a. 5.1 im Datenblatt.

von Arc N. (arc)


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Lothar M. schrieb:
> Timmy schrieb:
>> Das ist ausreichend um in 1uV Schritten messen zu können.
> Sauber schöngesoffen.
> Du bekommst nicht mal so ein Layout hin, mit dem du auch nur annähernd
> so gut bist, dass du in diesem Bereich was reproduzierbares gemessen
> bekommst.

Habe zwar diesen ADC noch nicht eingesetzt (werde ich auch nicht, da zu 
schlechte Spezifikationen für die hiesigen Anforderungen), allerdings 
sind die Delta-Sigma-Wandler nicht in den 1980ern stehen geblieben und 
der Aufwand für solche Auflösungen (auch Genauigkeiten) gesunken. Nur 
die Spannungsreferenzen kommen nicht hinterher ;)

von Timmy (Gast)


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Ich kapiere das Datenblatt leider nicht so wirklich.

Ich will wissen, wieviel Rauschen in mV oder µV ich bei dem Teil 
erwarten muss. Die Profis da reden aber dauernd nur von dB.

Wie rechnet man das denn jetzt um?

Obendrein unterscheiden die noch zwischen SINAD, THD und SFDR. 
Ahnadann....

von Sven B. (scummos)


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0 dBV = 1 V rms und dann für jede 20dB halbiert bzw. verdoppelt es sich. 
Bei dBm ist 0 dBm = 1 mW an 50 Ohm, und für jede 10dB halbiert bzw. 
verdoppelt es sich.

: Bearbeitet durch User
von Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite


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Sowas habe ich schonmal gemacht.

Dieses Teil liefert 19,6 rauschfreie Bits im +-10V Messbereich:
http://www.harerod.de/applications_ger.html#SSI_TOOL1

Diese Baugruppe liefert 20 rauschfreie Bits:
http://www.harerod.de/applications_ger.html#LoadcellADC

Um dorthin zu kommen, wurde alle verfügbare Doku zu den Wandlern 
durchgearbeitet. Dann wurden Fragen gestellt, die von den FAEs an die 
Chipentwicklung weitergegeben wurden. Einfach weil es um interne 
Strukturen im Silizium ging, die nicht im Datenblatt dokumentiert sind.

Dann werden passende Filterbausteine gesucht und auch hier die 
Datenblätter mit den Mess- und EMV-Anforderungen verglichen.

Interessant ist schließlich die Umsetzung des Schaltplans ins Layout, 
weil hier vor besonders die parasitären Eigenschaften der Bauteile und 
Leiterbahnen beachtet werden wollen.

von Der Andere (Gast)


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Sven B. schrieb:
> 0 dBV = 1 V rms und dann für jede 20dB halbiert bzw. verdoppelt es sich.
> Bei dBm ist 0 dBm = 1 mW an 50 Ohm, und für jede 10dB halbiert bzw

Es halbiert/verdoppelt sich nicht, sondern verzehnfacht sich bzw. ist 
ein Zehntel!

von Achim S. (Gast)


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Sven B. schrieb:
> 0 dBV = 1 V rms und dann für jede

Pegelangaben in dBV beziehen sich tatsächlich auf 1V.

Aber die Angabe im Datenblatt ist kein Pegel sondern ein Signal Rausch 
Verhältnis (SNR) oder ein Signal to Noise and Distortion (SINAD). Dabei 
vergleicht man den Effektivwert eines Signals (meist ein full scale 
Sinus von festgelegter Frequenz) mit dem Effektivwert des Rauschens bzw. 
des Rauschens plus der Verzerrungen und gibt diese Verhältnis in dB an.

Die Referenz bei dieser dB-Angabe ist also nicht 1V, sondern typ. der 
Effektivwert eines Sinus, er gerade zum Messbereich des ADCs passt. 
Deshalb hängt der Wert z.B. auch von Gain des PGA ab. Und um einen 
Effektivwert für das (unter Testbedingungen) minimal erreichbare 
Rauschen berechnen zu können muss man die genaue Einstellung des ADCs 
berücksichtigen, also  Gain, Datenrate, .... Und wie gesagt: das sind 
immer nur Werte für Optimalbedingungen, eigene Schaltungen können 
schnell mal schlechter sein.

Timmy schrieb:
> Obendrein unterscheiden die noch zwischen SINAD, THD und SFDR.

Ja, und daneben gibt es auch noch SNR, ENOB, Noise in Bandbreite 
Effektivwert, Noise in bestimmter Bandbreite peak-peak. Und alle diese 
Größen sagen etwas unterschiedliches über die Performance des ADCs aus. 
(Na ja, nicht alle machen wirklich unterschiedliche Aussagen: viele 
lassen sich auch direkt ineinander umrechnen).

Es wurde ja oben schon geraten, einen einfacheren Aufbau zu nehmen. Wenn 
du die Spec dieses ADC verstehen willst: zu allen Größen der Spec gibt 
es eine kurze Erklärung (ab S. 25).

Wenn du dich tiefer einarbeiten willst: es gibt von praktisch jedem 
ADC-Hersteller Application Notes oder White Papers zum Thema 
"Understanding ADC specifications". (Google ist in dem Fall dein 
Freund). Hier ein Artikel von AD (alleine die haben rund ein Dutzend 
Dokumente zu dem Themengebiet)
http://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-003.pdf

von Sven B. (scummos)


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Der Andere schrieb:
> Sven B. schrieb:
>> 0 dBV = 1 V rms und dann für jede 20dB halbiert bzw. verdoppelt es sich.
>> Bei dBm ist 0 dBm = 1 mW an 50 Ohm, und für jede 10dB halbiert bzw
>
> Es halbiert/verdoppelt sich nicht, sondern verzehnfacht sich bzw. ist
> ein Zehntel!

Huppla, ja natürlich, war schon spät. Sorry.

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