Hallo zusammen Ich möchte eine AC Spannung sowie einen AC Strom messen. Dazu wollte ich einen differentiellen ADC verwenden. Dieser kann laut DB https://www.mouser.ch/datasheet/2/268/20002286C-1150165.pdf Seite 20, Abschnitt 3.4 an jedem CH+- Pin gegenüber AGND +-1V Wobei natürlich die Referenzspannung die maximal sinnvolle Spannung definiert. Bei 1.2V wären dies +-600mV. Nun habe ich ja bei meiner Schaltung GND als Bezugspunkt. Um diesen Punkt liegt eine sinusförmige SPannung von +- ~480mV an. (Durch den Spannungsteiler begrenzt). Ist es nun erlaubt/sinnvoll den CH- Eingang des ADCs auf GND zu legen? Theoretisch sieht das sehr nach Single-Ended Messung aus. Jedoch gibt es meines Wissens nach kaum Single Ended ADCs bei welchen die Spannung am Eingang signifikant unterhalb des Bezugpotentials liegen darf. Ist es daher legitim hier den CH- Pin an den Bezugspunkt zu legen oder gibt es noch andere Möglichkeiten? Danke schonmal
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Beziehe die Spannungen auf Vcc/2, nicht auf GND wenn du beide Vorzeichen messen willst.
Jetzt ist G. schrieb: > Beziehe die Spannungen auf Vcc/2, nicht auf GND wenn du beide > Vorzeichen > messen willst. Meinst du evtl. VREF/2? Gibt mir der ADC nicht ein signed Integer zurück?
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Zur Lösung des Problems gibt es Schaltungen mit Operationsverstärkern, die "Single-Ended" in "Differential" oder umgekehrt "umwandeln". Ich erinnere mich da z.B. an einige Application Notes von Analog.
Theor schrieb: > Zur Lösung des Problems gibt es Schaltungen mit > Operationsverstärkern, > die "Single-Ended" in "Differential" oder umgekehrt "umwandeln". Ich > erinnere mich da z.B. an einige Application Notes von Analog. Das Problem ist ja, dass ich gegenüber GND am Messwiderstand eine Positive wie auch eine negative Spannung messe. Genau hier ist doch der Vorteil dieses ADCs, da die Spannung an seinem Pin auch negativ werden darf oder etwa nicht? Seite 36 Abschnitt 5.6 http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/20002286C.pdf Sagt klar, dass es sich um einen vorzeichen behafteten ADC Wert handelt. Somit sehe ich keinen Grund, weshalb man CH- nicht auf GND legen können sollte. Oder hat jemand ein gutes Argument es nicht zu tun?
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Holger K. schrieb: > Oder hat jemand ein gutes Argument es nicht zu tun? Da steht: "This region corresponds to a differential voltage range of ±600 mV/GAIN" Das spezifiziert die Spannung zwischen CHn+ und CHn-, von der Spannung gegen AGND steht da nichts. Georg
georg schrieb: > Das spezifiziert die Spannung zwischen CHn+ und CHn-, von der Spannung > gegen AGND steht da nichts. Nachtrag: weiter unten: "The maximum absolute voltage, with respect to AGND, for each CHn+/- input pin is ±1V with no distortion," sollte also klappen. Beides muss eingehalten werden. Georg
Wenn du nur einen Eingang schwingen lässt, dann nutzt du ein Bit des ADCs nicht.
Gustl B. schrieb: > Wenn du nur einen Eingang schwingen lässt, dann nutzt du ein Bit > des > ADCs nicht. Kannst du dies bitte näher ausführen?
Holger K. schrieb: > Kannst du dies bitte näher ausführen? Wenn ein Eingang auf GND festgehalten wird, dann kann die Differenzspannung nur halb so groß werden wie wenn du beide Eingänge auch wirklich komplementär angesteuert werden. Bei diesem ADC kannst du das aber nötigenfalls durch die Einstellung des integrierten Verstärkers ausgleichen, um keine Auflösung zu verlieren.
Achim S. schrieb: > Wenn ein Eingang auf GND festgehalten wird, dann kann die > Differenzspannung nur halb so groß werden wie wenn du beide Eingänge > auch wirklich komplementär angesteuert werden. Das kann ich nicht so richtig nachvollziehen. Der positive Eingang ändert ja einfach nur die Polarität gegenüber dem negativen Eingang. Weshalb sollte sich dadurch die maximale Differenzspannung ändern? Der Eingang kann ja +-1V gegenüber AGND. der negative Eingang ist ja AGND. Also ist der maximal mögliche messbare Pegel +-1V = |+-1V| = 2V
Ich versuche es mal mit einem Bild zu erklären. LTC hat die oft in ihren ADC Datenblättern, so auch hier: http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/232516fa.pdf auf der ersten Seite links in klein. Weiter hinten im Datenblatt Seite 17 - 20 ist das auch schön erklärt. Also: Unipolar und Bipolar ist eigentlich gleich, das schwingt beide Male nur ein Eingang. Einmal ist einer auf GND gelegt und der andere schwingt drüber (unipolar, also die Spannung zwischen IN+ und IN- ist immer positiv). Und einmal ist ein Eingang auf eine Spannung größer GND gelegt und der andere Eingang schwingt um diesen herum (bipolar, weil es dann auch negative Spannungen gibt wenn man IN+ - IN- misst). Bei differentiellen Eingängen schwingen beide Eingänge. Beispiel: Voraussetzung: Jeder Eingang kann um 1V schwingen. Unipolar: IN- wird auf GND gelegt. IN+ kann von GND nach +1V schwingen. -> Minimale Spannung zwischen IN+ und IN- ist wenn IN+ auch auf GND liegt. -> Maximale Spannung zwischen IN+ und IN- ist wenn IN+ auf +1V liegt. -> Die Amplitude ist also 0V ... +1V = 1Vpp. Bipolar: IN- wird auf eine Spannung > GND gelegt, z. B. +0.5V. IN+ kann von GND nach +1V schwingen. -> Minimale Spannung zwischen IN+ und IN- ist wenn IN+ auch auf GND liegt. Die Spannung ist dann -0.5V (nämlich IN+ - IN- = 0V - 0.5V). -> Maximale Spannung zwischen IN+ und IN- ist wenn IN+ auf +1V liegt. Die Spannung ist dann +0.5V (nämlich IN+ - IN- = 1V - 0.5V). -> Die Amplitude ist also -0.5V ... +0.5V = 1Vpp. Differentiell: IN+ schwingt von GND nach +1V und IN- schwingt von GND nach +1V. -> Minimale Spannung zwischen IN+ und IN- ist wenn IN+ auf GND und IN- auf +1V liegt. Die Spannung ist dann -1V (nämlich IN+ - IN- = 0V - 1V). -> Maximale Spannung zwischen IN+ und IN- ist wenn IN+ auf +1V und IN- auf GND liegt. Die Spannung ist dann +1V (nämlich IN+ - IN- = 1V - 0V). -> Die Amplitude ist also -1V ... +1V = 2Vpp. Beim differentiellen Betrieb bekommt man also die doppelte Amplitude und somit ein Bit mehr. Oder man verliert eben ein Bit wenn man einen differentiellen ADC nicht differentiell verwendet.
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Hab ich genau mit diesem ADC auch schon so gemacht. Funktioniert problemlos. CH- auf GND. Eingangsspannung an CH+ zwischen +/- 600 mV. Auflösung verliert man so nicht.
Holger K. schrieb: > Wobei natürlich die Referenzspannung die maximal sinnvolle Spannung > definiert. Bei 1.2V wären dies +-600mV. Für Uref=1,2V liegt der Messbereich bei +/-1,2V, d.h. differentiell sind dafür +/-600mV respektive -/+600mV an den Eingängen notwendig. > Ist es nun erlaubt/sinnvoll den CH- Eingang des ADCs auf GND zu legen? Ist erlaubt. > Nun habe ich ja bei meiner Schaltung GND als Bezugspunkt. Um diesen > Punkt liegt eine sinusförmige SPannung von +- ~480mV an. (Durch den > Spannungsteiler begrenzt). Mit nur +/-480mV (single ended) nutzt du nicht den vollen Dynamikbereich (+/-1,2V). Lösungen wären den PGA auf 2-facher Verstärkung zu schalten oder höher auszusteuern. Erlaubt sind laut Datenblatt +/-1V (verzerrungsfrei). Da der Eingangschutz erst ab +/-2V greift, könnte man imo auch +/-1,2V am Eingang ausprobieren. Flo schrieb: > Hab ich genau mit diesem ADC auch schon so gemacht. Funktioniert > problemlos. CH- auf GND. Eingangsspannung an CH+ zwischen +/- 600 mV. > Auflösung verliert man so nicht. Auflösung zwar nicht aber der max. mögliche Dynamikbereich wird nur zur Hälfte genutzt.
Robert M. schrieb: > Für Uref=1,2V liegt der Messbereich bei +/-1,2V, d.h. differentiell sind > dafür +/-600mV respektive -/+600mV an den Eingängen notwendig. Nein, bei Vref = 1.2 V liegt der Messbereich bei +/- 600 mV. Siehe "differential input voltage range" Tabelle 1-1 im Datenblatt. Robert M. schrieb: > Auflösung zwar nicht aber der max. mögliche Dynamikbereich wird nur zur > Hälfte genutzt. Nein, siehe oben. --> +/- 600 mV Der common mode input range ist hier nicht das Beschränkende sonder der diff. input range.
Vref = 1.2V und IN- liegt auf +600mV? Ja? Dann schwingt IN+ von 0V nach 1.2V, also ist die Amplitude 1.2V. Wäre es differentiell, könnte gleichzeitig IN- ebenfalls von 0V nach 1.2V schwingen. Zusammen wäre das dann eine differentielle Amplitude (IN+ - IN-) von 2.4V. Also der doppelte Dynamikbereich.
Flo schrieb: > Nein, bei Vref = 1.2 V liegt der Messbereich bei +/- 600 mV. Siehe > "differential input voltage range" Tabelle 1-1 im Datenblatt. Recht hast du, der Messbereich ist tatsächlich nur +/- REF/2. D.h. im differentiellen Modus dürfen die Anschlüsse jedes Einganges nur mit jeweils +/-300mV (bezogen auf GND) ausgesteuert werden. Im single-ended Modus lässt sich der Aussteuerbereich auf +/-600mV verdoppeln um keine Einbuße im Messbereich zu haben.
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