Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Gemischt Analog-Digitale Verdrahtung mit Protosystemen


von Spezi Nummer 5 (Gast)


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Hallo Forum

mein Anliegen bezieht sich auf die möglichst genaue Messwertverarbeitung 
und dabei auf die Verdrahtung von GND und den Signalen zwischen 
Prototypen-Systemen.

Ich möchte eine Messkarte bauen und habe dazu die einzelnen Komponenten 
versuchsweise durch kommerzielle Produkte zusammengefügt. Diese bestehen 
aus:

8 Analog-Digital-Umsetzer für Audio mit I2S als Wandlerplatine
Ein 8 zu 1 Multiplexer im FPGA (geplant)
Ein Modul mit LVDS/ Transceiver als Sender für RS485
Ein weiteres Modul mit LVDS/ Transceiver als Empfänger
Ein Arduino (auch RASPI) zur Auswertung.

Wie verdrahte ich dabei die einzelnen Systeme so, dass ich keine 
Masseschleifen habe und eine gute Analogmasse bekomme.

Macht es Sinn, die Massen zu entkoppeln?

Die einzelnen Module haben alle eine lokale Spannungsversorgung und 
Regelung, Analoge und Digitale Masse sind auf den Wandler Modulen schon 
zusammengeführt.

Bin dankbar für Hinweise und links.

Den hier habe ich schon angesehen:
Beitrag "Gemischt Audio / Digital Schaltung Infomaterial"

von Spezi Nummer 5 (Gast)


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Zur Funktion vielleicht noch: Die Messsignale sind im Bereich <10kHz. 
Die Audiowandler sind also möglicherweise etwas overdesigned. Aber weil 
sie billig waren, werde ich solche wohl nehmen.

Der Arduino (oder wahrscheinlich später RASPI) schickt auch Daten nach 
oben und konfiguriert den FPGA, der dann die gewünschten Daten auswählt 
und sendet. Format ist noch offen. Irgenwiw SPI-mäßig.

Funktionstechnisch bekomme ich das schon hin, mir liegt momentan nur 
etwas das Routing im Magen, weil die Messwerte momentan sehr bescheiden 
sind. Brummen, Rauschen und Alles erdenkliche.

Mit etwas Dreck kann ich in der design Phase leben, aber am Ende soll es 
gut werden.

von Stefan F. (Gast)


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Im Idealfall laufen alle GND Verbindungen sternförmig zu einem einzigen 
Punkt zusammen. Damit erübrigt sich deine Frage. Sinn der Sache ist, 
dass der von einem Bauteil verursachte Spannungsabfall an der GND 
Leitung die anderen Bauteile nicht mit beeinträchtigt.

Zwei separate Masseflächen für analoge und digitale Bereiche sind eine 
Kompromisslösung.

von Peter D. (peda)


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Spezi Nummer 5 schrieb:
> Die Messsignale sind im Bereich <10kHz.

Wozu dann der FPGA?
Solche Frequenzen kann bequem noch ein MC verarbeiten.
FPGAs nimmt man nur, wenn es sauschnell sein muß (Bildverarbeitung in 
Echtzeit).

Spezi Nummer 5 schrieb:
> Die Audiowandler sind also möglicherweise etwas overdesigned.

Nö, die sind underdesigned.
Für Meßaufgaben sind Audio-ADCs ungeeignet. Bei Audio spielen Offset- 
und Gainfehler, sowie Drift keine Rolle. Jedes billige 3-stellige 
Multimeter ist daher genauer.

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


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Spezi Nummer 5 schrieb:
> die möglichst genaue Messwertverarbeitung
Eine nicht näher spezifizierte "möglichst genaue" Messung orientiert 
sich am derzeit technisch Machbaren. Das wird automatisch sauteuer.

Kannst du nicht wenigstens sagen, was und wie genau du messen 
willst?

> 8 Analog-Digital-Umsetzer für Audio mit I2S als Wandlerplatine
> Ein 8 zu 1 Multiplexer im FPGA (geplant)
Wie "Multiplexer"? Wird da immer nur 1 ADC gleichzeitig angesprochen? 
Oder soll das FPGA 8 unabhängige I2S Schnittstellen haben und die 
gesammelten Daten dann über einen anderen Bus weitergeben?

Ich würde da eher 1 ADC nehmen, der schnell wandeln kann und einen 
schnellen Bus hat sowas wie des AD7490 kann da schon ausreichen. Und 
mehr als 12 Bit holst du aus deinem Aufbau auch nicht raus.

: Bearbeitet durch Moderator
von Audiomann (Gast)


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Peter D. schrieb:
> Wozu dann der FPGA?
> Solche Frequenzen kann bequem noch ein MC verarbeiten.
Mal den Text gelesen? Siehe hier:

Spezi Nummer 5 schrieb:
> 8 Analog-Digital-Umsetzer für Audio mit I2S als Wandlerplatine
> Ein 8 zu 1 Multiplexer im FPGA (geplant)

I2S hat einige Megabit. 8 Kanäle parallel wären so 25MBit. Also nix 
"MC":-)


> Nö, die sind underdesigned.
> Für Meßaufgaben sind Audio-ADCs ungeeignet.
Hast Du mal einen aktuellen Cirrus verbaut?

Die liefern Abtastraten von 192kHz und Dynamiken von 100dB und mehr.

von Audiomann (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Zwei separate Masseflächen für analoge und digitale Bereiche sind eine
> Kompromisslösung.

Worin siehts Du dort die Kompromissbildung? Diese beiden Masseflächen 
wären genau so zu verschalten, nämlich sternförmig.

von Stefan F. (Gast)


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Audiomann schrieb:
> Stefanus F. schrieb:
>> Zwei separate Masseflächen für analoge und digitale Bereiche sind eine
>> Kompromisslösung.
>
> Worin siehts Du dort die Kompromissbildung? Diese beiden Masseflächen
> wären genau so zu verschalten, nämlich sternförmig.

Wenn man sich konsequent an die Stern-Struktur hält, dann ist es kein 
Kompromiss mehr. Hier sollte man allerdings nicht den Fehler machen und 
die ganze Massefläche als Punkt zu betrachten. Auch durch Flächen sucht 
sich der Strom eine gewissen Weg, der bei HF eine Rolle spielt.

von Audiomann (Gast)


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Ich meine, einen Punkt, an dem die Masseflächen sich berühren. 
Allerdings weiß auch ich, dass HF eine gewisse Breite von Bahnen 
benötigt, um "durchzukriechen". Ist dann die punktförmige Verbindung 
audiotechnisch ein Vorteil oder nicht? Da ist auch mein Wissen etwas 
erschöpft.

Wo ich gerade noch eine Einschränkung sehe:

Hat man mehrere Platinen mit AD, dann bekommt man mehrere 
Untersternpunkte.
Wäre dann wohl besser, man verbindet die Punkte nicht dort, sondern 
unten(?)

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