ATXMega interner OP vs. TS912D

[Besserwessi]

Der Ausgangswiderstand des Sensor geht etwas in die Grenzfrequenz ein, aber nicht wesentlich. Die Impedanz von rund 4 K ist zusammen mit dem Kondensator ist OK für den ADC. Der Kondensator sollte aber ruhig kleiner (z.B. 47 nF) sein, die letztendliche Filterung geht besser in Software.

Ein Problem ist allerdings den DAC als Offset zu nutzen: auch der der DAC wird Drift und rauschen zeigen, und die misst man vermutlich. Gerade der DAC im AVR nutzt eine S&H Stufe am Ausgang - da kann man nicht viel mehr verlangen als die nominelle Auflösung. Ein DAC für den Offset und ADC für den Rest ist halt kein wirklicher Ersatz für einen hochauflösenden AD Wandler - zumindest müsste man dann einen driftarmen DAC (ein Digitaler Poti ist da ggf. geeignet) nehmen.

Der erster Test wäre auch eher ob Rauschen / Drift des Sensors klein genug sind - das ist nämlich alles andere als sicher. Also erst einmal eine Messung mit externem Verstärker mit Poti / Spannungsteiler als Vergleich. Im Zweifelsfall da auch was besseres als den TS912 als OP (etwa LT1013).

Wie gut oder schlecht das mit der internen Verstärkung / DAC geht, sieht man besser wenn man einfach nur einen festen Spannungsteiler misst.

[Che Guevara]

Hi,

danke für deine Tipps.
Also ich habs gestern noch kurz ausprobiert, bin allerdings nicht weit gekommen, weil mein fliegender Aufbau wohl zu schwingungsfördernd war. Ich hatte dann in der Versorgungsspannung (sowohl vor, als auch nach dem LM317) einen deutlichen Ripple, alle 150µs.
Der ADC des ATXMega und der OP sollten kein Problem darstellen, ich hatte nämlich die Schaltung vor ca. einem Jahr schonmal aufgebaut und da lief alles perfekt, ich hatte eine Höhenauflösung von ca. 1cm mit 1cm Rauschen. Der Sensor wird u.a. von Mikrokopter, APM und DJI verwendet, er ist momentan der einzige Sensor auf dem Markt (bzw. die gesamte analoge MPX-Reihe), mit dem man solche Aufgabenstellungen bewältigen kann.
Den Kondensator werde ich heute mal versuchen, kleiner zu machen, dann wird auch die Impedanz noch etwas kleiner, da er ja einen Tiefpass bildet.
Werde heute nochmals etwas testen und dann berichten.

Gruß
Chris

EDIT:
Habs gerade erst bemerkt, der Ripple auf Vcc beträgt ca. 1V und kommt nicht vom OP, sondern vom Sensor... Wie kann den das sein? Wie gesagt, alle 150µs eine gedämpfte Sinusschwingung, ca. 20µs lang.
Direkt am Sensor ist natürlich ein 100nF Kerko, der LM317 hat auch 2x 100nF und 1x 4.7µF. Ohne angeschlossenen Sensor ist VCC schön glatt.
Wenn ich ihn direkt am LNT betreibe, gibts da auch keinen Ripple, es muss also am Zusammenspiel von Platine und Sensor liegen. Nur wie / wo / warum?

EDIT2:
Hab gerade festgestellt, dass
1. die Frequenz des Ripple von der Eingangsspannung abhängt
2. die Störung weg ist, sobald ich einen weiteren Verbraucher an die 5V anschließe. Stecke ich den Verbraucher wieder ab, ist die Störung immer noch weg, erst wenn ich die ganze Schaltung stromlos mache und anschließend wieder anstecke, ist der Ripple wieder da, bis ich wieder einen weiteren Verbraucher anschließe..

[Besserwessi]

Der LM317 braucht einen relativ hohen Mindeststrom, damit er stabil regeln kann. Auch die Eingangsspannung sollte für 5 V am Ausgang wohl bei wenigstens 7,5 V besser 8 V liegen. Wenig Strom und dann eine knappe Spannung kann dann ggf. schon relativ nahe ans schwingen kommen. Es sollte in der Regel auch vor dem Regler ein Kondensator sein (etwa 1 µF Keramik). Wenn es sparsamer sein soll und die Spannung knapp ist wäre ein LDO wie etwa ein MCP1702 oder LP2985 wohl passender. Beim LDO auf den Kondensator hinter dem Regler achten.

Der kleinere Kondensator macht die Impedanz etwas großer. Der Vorteil liegt eher darin, das große Kapazitäten als SMD Bauform oft ein ziemlich schlechtes Dielektrikum haben und zu mehr Mikrophonie neigen. Etwas mehr Rauschen (wegen mehr Bandbreite) stört den ADC eher wenig, denn in der Regel wird man sowieso Oversampling und mitteln nutzen - zumindest einige der Xmegas können das sogar schon in Hardware. Eine große Verbesserung bietet der kleinere Kondensator nicht, sondern eher ein Vereinfachung der Schaltung.

[Che Guevara]

Hi,

also die Schaltung ist eigentlich schon fix, der LM317 wird bleiben, ist aber auch kein Problem, weil der zweite Verbraucher ein Rc-Empfänger ist, der sowieso immer angeschlossen sein muss (außer eben zum Debuggen, aber wenn mans weiß... evtl. mach ich noch eine LED o.ä. dran).
Ich hab das Problem jetzt nochmal genauer unter die Lupe genommen und herausgefunden:
Der Output des DAC fällt innerhalb 1.5s um ca. 75mV ab, eher er dann wieder auf den ursprünglichen Wert hinaufklettert... Erst dachte ich, das liegt an der Refresh-Rate, aber die Zeit ist einfach zu lange.
Ich probiers jetzt mal mit einem RC-Tiefpass am DAC-Output, der sollte das hoffentlich glätten (bei genügend großem C).
Das Rauschen ist ansonsten sehr gering, ich denke, das wird so funktionieren

Gruß
Chris