Mit 8 bit A/D Wandler 14 Bit einlesen?

[el.torro]

Hallo,
Kann man mit einem 8 bit A/D Wandler 14 Bit einlesen?
Angeblich soll es ja möglich sein, allerdings weiss ich nicht wie das gehen soll.
hat das schon mal jemand versucht?

Mir ist es jedenfalls nicht klar wie das gehen soll,:rolleyes:

gruss ans forum, und alle beteiligten

el..

[eman]

Hi,

hier ist Guido der Spezialist...sicher kann man auf 10 Bit 'verbessern'...14 ist ein ganz beachtlicher Unterschied.....rechne doch mal :binary:

[el.torro]

Hallo Guido,

Ja das stimmt, von 8bit auf 14bit ist schon beachtlich, aber angeblich muss es wohl funktionieren.
Aber wie sollte mann das anstellen,

[guidob]

Hi Büffel (oder so ähnlich),

man kann die Auflösung des Wandlers vervielfachen, indem man entsprechend
mehr Samples nimmt. Das erhöht aber nicht die Genauigkeit. Für relative
Messungen ist die Methode also gut geeignet, für ein Multimeter nicht.

Gruß,

Guido

[elmar]

Hi,

es geht, aber dazu muß man die Eingangsspannung bearbeiten.

Zuerst misst man die Spannung grob mit seinen 8-bit. Dann subtrahiert man die gemessene Spannung per D/A Wandler und OPV oder nur ungefähr durch umschalten eines Teilers. Dann misst man mit angepasster Referenzspannung noch mal um diesmal den "Meßfehler" nochmals in 8-bit zu gießen.

Und daraus kann man dann eine Genauigkeit von theoretisch 16-bit erreichen, in der Praxis aber nur maximal 15-bit und um sicher zu gehen 14-bit da die Analogbastelei auch Fehler erzeugt.

Gruß
Elmar

[elmar]

P.S.:

es ist übrigens einfacher mit einem D/A Wandler (z.B. R2R Netzwerk) zu arbeiten um genau messen zu können.
Man erzeugt eine analogspannung und vergleicht die mit der Meßspannung.
Im einfachsten Fall erhöht man die Spannung so lange, bis der Komparator umkippt, dann kennt man ja den digitalwert, der eine Analogspannung erzeugt, die der zu messenden Spannung gleicht.

In der Praxis macht man das aber eleganter.

Zuerst U/2 anlegen. Kippt der Komperator NICHT, U/4 drauf, hatte er gekippt U/4 runter.
Und das dann immer weiter:
Gekippt U/8 runter, wenn nicht, U/8 drauf, dann
Gekippt U/16 runter, wenn nicht, U/16 drauf, dann
Gekippt U/32 runter, wenn nicht, U/32 drauf, dann
...
...
Und das macht man dann so lange, bis man seine gewünschte Auflösung erreicht hat oder der D/A Wandler nicht mehr feiner auflösen kann.

Alternativ nimmt man anstatt des D/A Wandlers einejn kondensator und lädt den mit Konstantstrom auf. Daraus resultiert ein linearer Spannungsanstieg. Die Zeit die vergeht bis der Komparator kippt ist dann proportional zur Messpannung.

Gruß
Elmar

[el.torro]

Ja So in etwa hab ich mir das auch gedacht,
aber besser ist wahrscheinlich einfach einen 16 bit Wandler zu verwenden.
wenn mann keinen zur hand hat, geht das natürlich auch.

Es gab wohl mal die zeit wo es notwendiger weise so gemacht wurde, hat man mir erzäht,
Aber heut zu Tage, sollte man wohl einfach auf fertige bauteile zurück greifen,:rolleyes:

Alternativ nimmt man anstatt des D/A Wandlers einejn kondensator und lädt den mit Konstantstrom auf. Daraus resultiert ein linearer Spannungsanstieg. Die Zeit die vergeht bis der Komparator kippt ist dann proportional zur Messpannung.

Zähler starten und stoppen,
Nennt man dieses Verfahren nicht auch Frequenz oder impuls messung?

Gruß
el..

[Felix Weiss]

P.S.:

es ist übrigens einfacher mit einem D/A Wandler (z.B. R2R Netzwerk) zu arbeiten um genau messen zu können.
Man erzeugt eine analogspannung und vergleicht die mit der Meßspannung.
Im einfachsten Fall erhöht man die Spannung so lange, bis der Komparator umkippt, dann kennt man ja den digitalwert, der eine Analogspannung erzeugt, die der zu messenden Spannung gleicht.



Nennt sich Delta-Sigma-Wandler und gibt es mittlerweile bis jenseits der 24Bit und lösen die Spannung bis zur Grenze des thermischen Rauschens auf.

Wenn man auf dem Messsignal genügend Rauschen hat, dass die Spannung um mindestens ein ganzes Bit schwankt, so kann man beliebige Auflösungen durch die Mittelung von sehr vielen Messwerten erreichen. Eine Verdopplung der Messwerte bringt dann eine Verbesserung der Auflösung um 3dB (0.5Bit)

Grüße Felix

[elmar]

Hi,

viele modernere µC haben 14-bit Wandler bereits eingebaut. Da die Delta-Sigma wandeln, dauert eine 14-bit Messung erheblich länger. Das ist der Hauptgrund warum man auf 8-bit zurückschalten kann anstatt nur die höherwertigsten 8-bit auszuwerten.

Und bis 24-bit gibt es die als I²C chips. Und angesichts der schwindelerregenden Präzision die die haben sind die auch spottbillig!

Gruß
Elmar

[eman]

Hallo Elmar,

das kann ich bestaetigen
http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/ads1222.pdf

ist in der -------- WII -------- von Nintendo drin...gleich zweimal.
Damit werden die Gewichtsmesszellen ...4 Stueck...ausgelesen.
Damit die Messung gelingt zwingt einen das Programm fuer eine gewisse Zeit (Messzeit..ewig lang :D) schoen still zu stehen.

WII ist ein grossartiges Geraet ....mit grossartiger Software !

[elmar]

Hi,



Zähler starten und stoppen,
Nennt man dieses Verfahren nicht auch Frequenz oder impuls messung?


Nein, es basiert nur darauf. Die Messpannung wnadelt man in einen zur Spannung proportionalen Impuls um.

Der Klassische Gameport eines PCs hat das genau so gemacht. 4 billige 10µF Kondensatoren und 2x 4-fach TTL Gatter wurden da benutzt.

Der Joystick ist an +5V angeschlossen und versorgt damit seine Potis am linksanschlag. Der Schleifer ist direkt mit den kondensatoren verbunden.

Das Spiel selber musste also erst mal durch einschalten von Gattern die Kondensatoren entladen. Nach abschalten der Gatter (open collector übrigens) luden sich die Kondensatoren auf und ab einer bestimmten Spannung kippten die Eingangsgatter wodurch das Spiel nach und nach in einem Register "1"en bekam.
Das Spiel selber musste dann die Zeit bis die "1"en im Register erscheinen messen.

Meist wurde dazu ein von einem internen Taktgeber angetriebener 16-bit Timer benutzt. Der ist verwandt mit dem, der die Frequenz des "Speakers" erzeugt.
Die Widerstände im Joystick und die größe der kondensatoren sorgten dafür, dass der Timer so gearde noch nicht überläuft bei rechtsanschlag des Potis. Passierte das trotzdem, so hat das Spiel je nach Programmierung einen schwachen linksausschlag des Joysticks erkannt.

Das ist der Grund, warum die Joysticks stets kallibriert werden mussten. Jeder Joystick hat andere Eigenschaften. Auch die kondensatoren haben je nach gehäuseinnentemperatur andere Eigenschaften.

Auf den alten ISA "Multi-I/O" Karten kann man diese 10µF Kondensatoren bewundern. Die stehen direkt neben der 15-poligen Buchse und sind meist von billiger Qualität.
Auch auf einigen Soundkarten stand oft eine gruppe von 4 traurigen 10µF Elkos rum.

Bessere Systeme benutzen einen konstantstrom und einen guten OPV für mehr Präzision. Auch brauchte man nicht mehr dauernd wie blöde "alle paar Minuten" zu kallibrieren.

Gruß
Elmar