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Thema: "High-Speed" ADC-Schaltung

  1. #1
    Moderator Roboter Genie
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    "High-Speed" ADC-Schaltung

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    Hallo!
    Ich hab vor eine Art von DSO zu Realisieren. Die max. Samplingrate liegt bis jetzt (in der Theorie) bei max 7MSPS.

    Als ADC hab ich mir den "ADC1175" von National rausgesucht und eine Schaltung nach dem Datenblatt gezeichnet. Jetzt wüsste ich gern was ihr dazu sagt.
    Den digitalen Teil hab ich noch nicht weitergeführt, der kommt später auf nen Wannenstecker.

    Am meisten interessiert mich was ihr zur Refernzspanung (auf der linken Seite des Bildes im Anhang) und der Beschaltung für Vin sagt. Davor kommt noch ein 3-Teiliger Spannungsteiler um die Spannungen durch 1, 10 oder 100 zu Teilen.
    Das ganze soll mit Reed-Relais umgeschaltet werden.

    Die max. Eingangsfrequenz wird vorerst noch max. 1MHz betragen, darüber wird mit 7MSPS nicht viel nachvollziehbar sein.

    Da gibt's bestimmt noch einige Möglichkeiten zur Verbesserung, bin da aber noch nicht so in der Materie drin

    Danke für die Hilfe!
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken adc_125.jpg  

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Wenn ich das im Datenblatt richtig sehe, ist der Anschluss der Referenz, der in deinem Schaltplan zum OpAmp geht, nur für nen Abgleich zuständig. Der Ausgang ist gleichzeitig der "+"-Eingang der Referenz.

    Der OPA2350 hat bei 1 MHz Noch ne Verstärkung von knapp über 32, bei 1 MHz wird dann aus nem Signal mit 2,5Vss (Spitze-Spitze) eines mit 2,42Vss (ok, das ist vertretbar...)

    Mit welchem Controller willst du ne Sampling-Rate von 7MS/s erreichen? 1 Takt einlesen, 2 Takte im SRAM speichern, und dann noch zig Takte für die Schleife...

    MfG

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Dafür will er doch die Zähler zusammenstricken, der Thread dümpelte doch die letzten Tage durch dieses Forum. Also nix Controller
    Wenn ich das beim flüchtigen Blick ins Datenblatt richtig gesehen habe, sollte VRB nicht auf 0V liegen. Der LT1009 ist ein Shuntregler, so wie gezeichnet also auf jeden Fall falsch angeschlossen. Der RC-Tiefpass vor dem Eingang wird zum Messen unbekannter Signale nicht reichen - sobald Du ein Rechteck anschliesst, hast Du Signalkomponenten am Eingang, die sicher über der halben Abtastrate liegen und Dir putzige Überraschungen bescheren.

  4. #4
    Moderator Roboter Genie
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    Ja, dafür ist der Zähler, der jetzt fertig zum testen auf meinem Schreibtisch liegt *g*.
    Das mit der Referenz hab ich gerade bemerkt, muss ich gleich ändern!

    Vrb darf auf GND liegen...ich hab mir die Mühe gemacht und das Datenblatt praktisch komplett durchgelesen. Auf Seite 13 (Functional Description) steht "If Vrt and Vrts are connected together and Vrb is grounded, the nominal value of Vrt is 2,3V"
    So wie ich den Satz verstehe müsste das also in Ordnung gehen, bei mir liegen zwar Vrt und Vrts nicht zusammen, die Spannung an Vrt liegt aber auch nur bei 2,5V (wenn man sich die Toleranzen von den Widerständen anschaut bleibt ja fast nur diese Möglichkeit für eine gute Messung).

    Hmm, mit der Dimensionierung von RC-Tiefpässen für ADCs hab ich leider keine Ahnung...wie sollte der Tiefpass denn ungefähr aussehen? Im Datenblatt wurde der Tiefpass mit 47Ohm und 47pF Dimensioniert.

    P.S.: Ein Controller kommt auchnoch ins Spiel, aber der hat nix mit der Messung zu tun (Messwerte werden/sollen direkt in ein SRAM geschrieben werden).

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Gut, so genau hab ich nicht gelesen, dann ist ja alles klar. Die andere Problematik hat ja nun nicht unbedingt was mit der Dimensionierung von Tiefpässen von AD-Wandlern zu tun, sondern ergibt sich aus dem Abtasttheorem. Alles, was höher als die halbe Abtastfrequenz liegt, muss weg. Wenn Du also zB mit 8MHz sampelst und bis 2MHz Einganssignal messen willst, sollte Dein Filter die 2MHz in Ruhe lassen und ab 4MHz abschneiden. Nun ist es aber leider so, dass ein RC-Tiefpass nur 6db/Oktave abschwächt, sprich mit einem 2MHz-Tiefpass wird das Signal bei 4MHz nur auf die Hälfte reduziert - das wäre mir zu wenig. Also höher abtasten oder tiefer filtern, dann geht natürlich auch die obere Messfrequenz in den Keller. Oder Du interpretierst die Ergebnisse entsprechend und nimmst Alialsing in Kauf. Mein DSO zeigt "Signal aliased" an, wenn ich mit dem Signal an die halbe Abtastrate rankomme - insofern weiss ich wenigstens halwbegs, woran ich bin. Aber so oder so gilt natürlich auch beim Speicheroszi, dass man immer verstehen sollte, was man sieht, ansonsten misst Mist wer misst
    Was Deinen Eingangsspannungsteiler angeht: denk dran, ihn zu kompensieren, nur mit einem Widerstandsteiler wirst Du wohl auch bei 1MHz schon Probleme kriegen und schön runde Rechtecke messen. Und sieh irgendeine Art von Schutz vor, damit bei Stellung :1 nicht die OPs aus den Sockeln springen, wenn die Eingangsspannung mal etwas zu hoch wird. Zu guter letzt: ich sage ja ungern was gegen Selbstbau, aber ein DSO ist nicht unbedingt ein Gerät, bei dessen Entwicklung man sich auf die Teile, die gerade in der Bastelkiste beschränkt. Ich habe auch mal mit dem Bau angefangen, dann kamen aber andere Projekte, die mir wichtiger waren und ich habe erstmal mit einem 10MHz-Analogoszi gelebt, dann kam ein 60MHz-Zweistrahler und schliesslich hab ich bei iPay für 140 Euro ein kaputtes 2x200MS/s DSO geschossen.

  6. #6
    Moderator Roboter Genie
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    Hallo!
    Also, weil ja wahrscheinlich die max. Samplerate bei "nur" 7MSPS liegt und ich hier und da gelesen hab das man mindestens die 10fache Samplerate/Bandbreite haben sollte um eine Frequenz richtig zu erkennen, würd ich einen Tiefpass für 1MHz (2kOhm und 470pF) nehmen.

    Zum kompensierten Spannungsteiler hab ich mich ein wenig Informiert, viel hab ich aber nicht gefunden.
    Anscheinend gilt ja R1/R2 = C1/C2. Sind da die Werte der Kondensatoren unkritisch oder worauf kommt es an, ausser auf das Verhältnis zwischen den beiden?

    Als Schutz für die Schaltung sind zwei Schottky-Dioden vorgesehen, die quasi in Serie geschaltet werden (also bei über 5V und unter GND das Eingangssignal ableiten).

    Zum Selbstbau: Es soll kein überaus genaues Messgerät werden das ein Oszi ersetzen soll...eigentlich nur eine Mischung aus "Machbarkeitsstudie" und Zeitvertreib

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