Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik ADC für "true" 0V


von Luky S. (luky)


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Mit welchem ADC kann ich ein Signal im Bereich von 0 bis 1 V (100kHz, 
min. 14Bit Auflösung) vor allem im Bereich nahe 0 genau messen? Ich habe 
bislang vor allem ADCs gesehen, die gewisse Einschränkungen und 
nichtlinearitäten im Bereich unter 0.3V haben. Chips mit negativen 
Eingangsspannungsbereich gibt es zwar, aber seltener und negative 
Spannungen muss ich eigentlich auch nicht messen, das verkleinert nur 
den Messbereich.
Oder ist es da sinnvoller, eine Verstärker- / Pegelwandlerschaltung 
Single Ended auf Differenziell davorzuschalten?

von MaWin (Gast)


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Eigentlich hat prinzipbedingt kein ADC, weder uC-interne noch externe 
noch mehrkanalige, mit der Wandlung nahe 0 ein Problem, die sind da 
genau so genau wie oberhalb.

Es sind die OpAmps und DAC die da schwächeln.

von A. S. (Gast)


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Luky S. schrieb:
> ADCs gesehen, die gewisse Einschränkungen und
> nichtlinearitäten im Bereich unter 0.3V haben

Hast Du mal ein Beispiel von so einem ADC?

Ansonsten je nach Quellenimpedanz einen vorgespannten Spannungsteiler 
einsetzen und das Signal notfalls mit Spannungsfolger.

Bei einfachen OPs gibt es meist eine Seite (Vcc oder Masse), wo die 
Eingänge bis über die Versorgung hinaus arbeiten. Also entweder bis 
-0,3V (unter Masse) oder bis Vcc+0,3V (über Vcc). Darauf achten, nicht 
"Rail-to-Rail", das brauchst Du ja nicht.

von Georg (Gast)


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MaWin schrieb:
> Es sind die OpAmps und DAC die da schwächeln.

Trotz aller Werbebehauptungen führt kein Weg dran vorbei, bei 
Präzisionschaltungen am Nullpunkt eine negative Stromversorgung 
vorzusehen. Das Problem sind weniger die Eingänge als die Ausgänge z.B. 
eines Opamp, einen folgenden Eingang aktiv auf exakt 0 V zu ziehen geht 
einfach physikalisch nicht.

Richtig ist dass der ADC dabei nicht das Problem ist.

Georg

von Harald W. (wilhelms)


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Georg schrieb:

> Trotz aller Werbebehauptungen führt kein Weg dran vorbei, bei
> Präzisionschaltungen am Nullpunkt eine negative Stromversorgung
> vorzusehen.

Deshalb haben z.B. die ICs aus der 71xx-Familie überhaupt kein
Problem mit Werten um 0V.

von MaWin (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Deshalb haben z.B. die ICs aus der 71xx-Familie überhaupt kein
> Problem mit Werten um 0V.

Damit meinst du z.B. ICL7106.

Uff, gerade DIE können nicht an 0V messen, sondern führen ihren eigenen 
COM ein als 0-Bezugspunkt 2.5V unter VCC.

von A. S. (Gast)


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Georg schrieb:
> Das Problem sind weniger die Eingänge als die Ausgänge z.B.
> eines Opamp, einen folgenden Eingang aktiv auf exakt 0 V zu ziehen geht
> einfach physikalisch nicht.

Der OP kann die Spannung ja auch ein wenig anheben und spreitzen, 0..1V 
sind ja meist nicht ideal.

von Luky S. (luky)


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Spannung anheben und Spreizen klingt ja erstmal gut, aber dann muss man 
ja die Spannung, um die angehoben wurde exakt kennen oder zumindest 
messen können, damit man das Nullsignal vom Sensor genau erfassen 
kann...

von Andrew T. (marsufant)


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Kurz gesagt: es geht so nicht.

Wenn Du Mal 4bit Ungenauigkeit auf z.b einen 12bit ADC rechnest, sind 
das ca. 0.1% fullscale

Diese 4bit hast du auch dicht bei Null.
Jedoch machen die bei z.b 20 Bit Messergebnis eine Ungenauigkeit von 
rund 20%.

von Andrew T. (marsufant)


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Luky S. schrieb:
> Spannung anheben und Spreizen klingt ja erstmal gut, aber dann
> muss man ja die Spannung, um die angehoben wurde exakt kennen oder
> zumindest messen können, damit man das Nullsignal vom Sensor genau
> erfassen kann...

Und dieses kennen erledigt man mit einer mind. Zweistufigen Messung.

Die erste sorgt dafür daß man das anheben/spreizen grob einstellt.

Die zweite bestimmt dann messtechnisch den Nulldurchgang.

Der Rest wird in Software gerechnet.

von mIstA (Gast)


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Luky S. schrieb:
> ber dann muss man
> ja die Spannung, um die angehoben wurde exakt kennen oder
> zumindest messen können

Das (hinreichend) exakte Messen sollte ja kein Problem sein; einfach 
statt des Sensors einen 0 Ohm Widerstand am Eingang verwenden. Die 
Spannung um die angehoben wird sollte nur ebenso stabil bzw. konstant 
sein wie die Referenzspannung Deines ADC; am Besten gewinnt man sie 
direkt aus eben dieser.

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