Mit Atmega A/D 0-2mV messen?

[Testus2K]

Hi,
Ich muss einen Sensor auslesen, der mir eine Spannung zwischen 0 und 2mV liefert und zwar mit 10bit, also in ~0,002mV Schritten.
Wenn ich das richtig verstanden habe, kann die Referenzspannung beim Atmega nicht kleiner als 1V sein. Ich komme mit 10bit aber nur auf 0,002mV Schritte, wenn meine Referenzspannung auch bei 2mV liegt. Kann ich vielleicht mit den 2mV durch einen Transitor gehen als steuerstromkreis und damit eine größere Spannung steuern, die ich dann wiederrum mit dem Atmega messe?

Hoffe die Frage war einigermasen verständlich formuliert

[robin]

kannst du das Signal nicht mit einem OPV verstärken? Bzw. Haben manche Megas einen Verstärker schon drin.

[Besserwessi]

Wenn es um eine Messung mit 0,002 mV Auflösung geht, braucht man schon ein hochwertige Verstärkung des Signals. Es gibt zwar eine interne Verstärkung bei einigen AVRs, aber da hat man nur einige feste Werte für die Verstärkung (z.B. 20/200), außerdem ist die Genauigkeit nicht besonders hoch. Eine passende Lösung wäre eine Verstärkung durch einen externen hochwertigen OP, wie etwa einem AD8551, LTC1052 oder was ähnliches. Ein durchaus brauchbare Alternative wäre ggf. auch ein besserer AD Wandler, der gleich so kleine Spannungen messen kann. Es hängt aber von der Signalquelle ab, ob es geht. Eine Möglichkeit wäre da z.B. ein MCP3421 oder LTC2400.

[Testus2K]

Okay, danke erstmal. Ich kann mir irgendwie nicht vorstellen, dass der Luftdrucksensor wirklich mit so kleinen Spannungen arbeitet. Ich werde mir das ganze erst nochmal persönlich angucken. Dann werde ich nochmal auf das Thema zurück kommen. Danke erstmal für die einführung in das Thema, jetzt weiß ich erstmal, wo nach ich suchen muss.

[Testus2K]

Also wie es scheint habe ich wirklich keine andere Möglichkeit, als die Spannung in diesem Berreich zu messen. Ich habe mir also mal die beiden Bauteile angeguckt, die du mir vorgeschlagen hast.

MCP3421:
Interne Refferenzspannung von 2,048V/18bit=~0,008mV Schritte.
wäre also nicht genau genug.

LTC2400:Dateblatt
Refferenzspannung 0,1V-VCC und 24bit Auflösung. Also wenn selbst mit 3V Refferenzspannung kähme ich auf 3V/24bit=~0,00018mV.
Wäre also mehr als ausreichend.

Sehe ich das richtig, oder bin ich da auf dem Holzpfad?

Danke

[markusj]

Holzweg, eindeutig. 24-Bit Auflösung wollen beherrscht werden, angesichts der Fragestellung hast du das nötige Know-How eher nicht. Verstärke das Signal und verfüttere es dann an den ADC des AVR, aber auch von dem erhältst du nur auf dem Papier 10-Bit ohne weitere Maßnahmen deinerseits.

mfG
Markus

[PICture]

Hallo!

@ Testus2K


... oder glaubst du wirklich, dass du 0,18 µV als LSB im Rausch(en) messen könntest ?

[BMS]

Hallo,
der Einsatz eines sog. Chopper-Verstärkers könnte hier sinnvoll sein.
Grüße, Bernhard

[Testus2K]

Eigentlich dachte ich zuerst nicht, dass ich so kleine Spannungen vernünftig messen könnte, aber da der Vorschlag mit dem LTC2400 kahm, dachte ich, dass es vielleicht doch geht. Ich muss auch keine 0,18 µV messen, sondern eigentlich "nur" 2 µV. Und die Messungen sind nicht sonderlich Zeitkritisch. Wenn ich also über ein Paar Sekunden Messwerte sammeln und die Daten nutzen kann um rauschen weg zu filtern, dachte ich, dass es vielleicht geht. Der angeschlosene Schreiber, der schon einige Jahre auf dem Buckel hat schafft das schließlich auch irgendwie.
Also, irgendwelche tips?

[Besserwessi]

Ein extra AD ist vermutlich schon die einfachere Lösung. Gerade der MCP3421 hat auch schon eine relativ gute Ref. drin. Durch einen Interne Verstärkung reicht auch der MCP3421: Der Messbereich bei interner 8-facher Verstärkung ist +-250 mV, also eine Auflösung von etwa 2 µV. Ich würde sogar den MCP3421 vorziehen, denn der hat im Gegensatz zum LTC2400 einen differentiellen Eingang, und der wäre schon sehr hilfreich.

Es ist auch gar nicht nötig die volle Auflösung über den ganzen Bereich zu erreichen, die Schwierigkeit ist es eher Offsetspannungen zu vermeiden, und da ist die Schwierigkeit etwa die gleiche wie beim Verstärker. Bei einer nicht so belastbaren Quelle geht es aber ggf. nicht mit dem AD direkt an der Quelle.