ADC-Offset Problem

[K. M. (Gast)]

Ich habe beliebige Signale, welche abgetastet werden. Mein Problem ist, 
dass der ADC im PIC(dsPIC30F2020) keine negativen Spannungen verarbeiten 
kann. Damit muss ich das Signal um einen Gleichanteil anheben, sodass 
kein negativer Anteil übrig bleibt.

Anderseits muss ich beachten, dass das Signal nicht zu weit angehoben 
wird, sodass ich in die Sättigung gerate und damit das Signal 
"zerstöre". (5V Versorgung für den PIC und den Impedanzwandler)

Anderseits kann es auch sein, dass bereits ein Gleichanteil am Signal 
anliegt. Diesen müsste ich auch erfassen und verarbeiten.

Hat jemand vielleicht eine Idee oder schon so ein Problem gehabt?

Danke im Voraus!

[Нет. мах вас андерес (Gast)]

Ja, Vcc/2 hinzuaddieren.

[K. M. (Gast)]

Schon klar, aber wenn ich bereits einen Sinus mit der Amplitude von 5V 
habe und dieser ein negative Zeitfläche hat kann ich nicht abtasten, 
weil ich das Signal "zerstöre"

[Jens G. (jensig)]

>Schon klar, aber wenn ich bereits einen Sinus mit der Amplitude von 5V
>habe und dieser ein negative Zeitfläche hat kann ich nicht abtasten,
>weil ich das Signal "zerstöre"

Dann das Signal via Spannungsteiler auch noch halbieren, und 
gleichzeitig um Ub/2 anheben:

5V ------+------------
         |
         _
        | |
        | |  10k
        | |
         -
         |
         |
         +-------> ADC
         |
         |
         _
        | |
        | | 10k
        | |
         -
         |
         |
         |
Signal---

[Mah Singh (Gast)]

Hab vergessen es zu sagen. Das Signal ist schon um 4 gedämpft

[Jens G. (jensig)]

>Hab vergessen es zu sagen. Das Signal ist schon um 4 gedämpft

Und was ist da das Problem, es noch weiter zu dämpfen? Solange das 
Signal auserhalb der Bereichsgrenzen liegt, mußt du es eben weiter 
eindampfen. Was bleibt Dir anderes übrig?

[mah singh (Gast)]

Das Signal kann verschiedene Amplituden annehmen. Von 80mV bis 20V. Wenn 
ich es weiter dämpfe habe ich zu viele Fehler beim Abtasten.

[A. S. (Gast)]

Meine Güte. Dann sag doch einfach, welchen Bereich Deine 
Eingangsspannung haben kann und dann sagen wir Dir
- welchen Teiler und Offset Du brauchst
- oder dass Du eine Umschaltung brauchst.
- oder Nichtlinearitäten an den Enden.

Was nützt es, wenn Du bei jedem Vorschlag mit einem weiteren detail 
rauskommst.


Ganz allgemein kannst Du (ohne Messbereichsumschaltung)
- entweder den Eingangsbereich auf den ADC-Messbereich umsetzen
- oder an den grenzen nichtlinearitäten einsetzen.

[K. M. (Gast)]

Am Eingang kann eine Spannung von -20V bis 20V anliegen. Dabei können 
beliebige Signalformen auftreten.

Am Eingang befindet sich ein frequenzkompensierter Spannungsteiler. 
Darauf folgt ein Impedanzwandler und dann der AD-Wandler, welcher das 
Signal mit 1MS/s abtastet.

[Jacko (Gast)]

Wer +/-20 V +/- konstantem Offset mit einen 10-Bit ADC erfassen
will, bekommt (rein passiv) bei optimaler Abschwächung und
Level-Shiftnur eine Auflösung von 40 mV.

Da sind 80 mV nur knapp über dem Rauschen.

Verbesserungen sind wahrscheinlich möglich, dazu muss man
aber wissen, was da genau ausgewertet werden soll.

Z.B. könnte man das Signal aufspalten:

ADC-in-1: Signal unbegrenzt und stark abgeschwächt mit
          passendem Shift für den Gesamtüberblick
ADC-in-2: Signal auf z.B. +/-5 V begrenzt mit passendem
          Shift und weniger abgeschwächt.

[K. M. (Gast)]

Leider ist kein konstanter Offset vorhanden

[A. S. (Gast)]

Maha S. schrieb:
> Am Eingang befindet sich ein frequenzkompensierter Spannungsteiler.
> Darauf folgt ein Impedanzwandler

Wenn Du z.B. auf 0..5V willst und gegen die 5V arbeiten kannst
20V --> 5V
-20V --> 0V
Ergo 40V --> 5V = Teiler 8
Nullpunkt bei 2.5V

mit
R1 = Eingangswiderstand auf einen Sternpunkt (=Impedanzwandler-Eingang)
R2 = 5V auf diesen Sternpunkt
R3 = 0V auf diesen Sternpunkt

20V/R1 == 5V/R2 (-20V-->0V) = R1=4*R2
15V/R1 == 5V/R3 (20V-->5V) = R1=3*R3

R2=3/4R3 Gewählt R3 = 4k, R2=3k, R1=12k.

Kontrolle:
bei 0V sind R1 und R3 parallel (4k*12k/(12k+4k)=48/16=3k) und bilden mit 
3k einen Spannungsteiler  von 1/2.

Fertig.

               5V
                |   
               | |
               | | R2 = 3k
               |_|
                |  
      R1 = 12k  |
+20V   _____    | 
~ )---|_____| --+------> 0..5V --> Impdedanzwandler
-20V            |
               | |
               | | R3 = 4k
               |_|
                |   
               _|_
               GND

[K. M. (Gast)]

Ich versteh es bis jetzt nicht. Ich wollte mit irgendwelchen OPV und ICs 
zusammenpfuschen und jetzt hilft mir ein simpler Spannungsteiler. Das 
macht wohl die Erfahrung aus. Danke Achim