Chopper f. DC-Messungen mit der Soundkarte

May 06, 2010 39 Replies

Hallo, ich m=F6chte mit dem PC ein paar Gleichspannungen messen und deren zeitliche Verl=E4ufe aufzeichnen bzw mit fr=FCheren Messreihen vergleichen. Nun hat ja fast jeder PC mit der Soundkarte schon einen empfindlichen und relativ hochaufl=F6senden A/D-Wandler eingebaut, aber leider kann der keine Gleichspannungen wandeln, so dass ich gern einen Chopper-Verst=E4rker vorschalten w=FCrde.



Nun bin ich erstens l=F6tfaul und zweitens geizig. Welche R=E4der wurden f=FCr Leute wie mich bereits erfunden? ;-)



Ich brauche keine hohe absolute Messgenauigkeit, 0,5 - 1% w=FCrden mir gen=FCgen. Aber *relativ* genau =FCber der Zeit sollte das Ganze schon sein. Sind Soundblaster =FCberhaupt einigerma=DFen tempersturstabil? Naja, ich k=F6nnte auch vor jeder Messung neu kalibrieren.



Gru=DF, Dieter


Einfacher wäre es, z.B. einen ATmega8 an die serielle Schnittstelle zu hängen. Hat 8x 10 Bit ADU. Stromversorgung könnte man aus der seriellen Schnittstelle ziehen. Wenn man den internen Uart verwenden will, benötigt man noch Inverter für die seriellen Signale. Macht man Softuart, und beschränkt sich aufs senden, kann man sich auch die Inverter sparen.

Gruß

Stefan DF9BI

und wem es nicht reicht, für das gleiche Geld gibt es einen MSP430F2013 mit mindestens 4 AD mit 16 Bit.

Waldemar

Jetzt nochmal im richtigen Thread ...

Viel billiger geht's vermutlich nicht:

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Ich hatte es mal anders gemacht, einen Mischer genommen und DC auf einige kHz raufgemischt. Aber nur weil der Mixer rumlag und es war auch sicher nicht so energiesparsam.

Gruesse, Joerg http://www.analogconsultants.com/ "gmail" domain blocked because of excessive spam. Use another domain or send PM.

Am 06.05.2010 19:53, schrieb nirwa:

Wie schnell ändern sich die Spannungen denn? Täte es ein VCO?

Falk

Am 06.05.2010 19:53, schrieb nirwa:

Also ein typischer Chipsatz-AD hat so seine Probleme mit der Linearität und mit der Empfindlichkeit auch, da der eine Deadzone bekommen hat und nicht jedes Verschieben von Fenstern oder Festplattenaktivität hörbar zu machen.

Das sind auch schon 8-bit plus einen fürs Rauschen und einer in Reserve. Schon wird das mit der realen absoluten Auflösung der ADCs in einer normalen Soundkarte echt eng.

Nö. Das heißt Temperaturstabilität vermag ich nicht auszuschließen, aber auf analoger Seite haben die Chips alle eine Art harten Limiter der Dir die Schau vermasselt.

Also mir fielen ein paar Möglichkeiten ein:

- Ich würde mein gelbes Multimeter nehmen. Das hat einen unnützen seriellen Bus, für den es LabView-Vis gibt, obwohl es nur 40,- kostete.

- andererseits könnte ich mit einer Breakoutbox und Mikro-Kleps einfach den ADC des roten 5,- Multimeters anzapfen und in den Druckerport stopfen.

- Mein grünes Multimeter hatte mal eine serielle Schnittstelle. Jetzt hat es Bluetooth.

- Bei Reichelt ein DES 8-12 USB bestellen, wenn ich nicht schon eine Mehrkanal AD/DA Kiste hätte.

Manche Mainboards haben noch Gameports als Pfostenverbinder.

Falk D.

halb so schlimm, wenn man nur die hälfte der Bits braucht.

Außerdem sind die Noise-Gates meines Wissens im Treiber und nicht in der Hardware. Kurzum, was unter Windows verpfuscht ankommt, muss unter Linux z.B. nicht genauso sein.

Kein Problem. Mit einmaliger Kalibrierung, die man sowieso braucht sind

1% problemlos drin. Die Frage ist eher die Stabilität.

Wenn man auf den zweiten Kanal nochmal das Chopper-Referenzsignal mit bekannter, absoluter Amplitude drauf gibt und ein wenig rauschen hinzufügt (geht meist von alleine), bekommt man nach einer einmaligen /relativen/ Kalibrierung problemlos 0,1% und weniger in langzeitstabil. Die relative Kalibrierung ermittelt dabei lediglich die Unterschiede zwischen den beiden Kanälen (Amplitude und Phase). Wenn man paranoid ist, kann man auch eine Matrixkalibrierung machen und auch noch den komplexen Cross-Talk mit kompensieren. Ist aber meist halb so schlimm.

Ack. Das ist der Knackpunkt. Deshalb auf den zweiten Kanal ein Referenzsignal drauf geben und nur differentiell auswerten.

Noch etwas schöner wird es, wenn man den Chopper-Takt mit dem Line-Out der gleichen Soundkarte selbst erzeugt. Dann kennt man die Frequenz 100% genau und kann die Auswertung ohne schwammige Fensterfunktionen machen. Das trifft dann wirklich 100% ins Schwarze. Ich behaupte mal locker flockig, 50 ppm sind damit selbst bei einer Onboard-Karte kein Problem, solange man nicht viel Bandbreite braucht (widerspräche auch DC). Der begrenzende Faktor ist dann die Genauigkeit des mit aufgezeichneten Referenzsignals.

(Ich habe in den 90gern schon 0,1%-Messungen mit 8-Bit ADCs gemacht.)

Marcel

Selbst mit der 18bit Soundkarte habe ich schon das Gras wachsen hoeren und linear ist die auch. Alles schoen mit dem Funktionsgenerator durchgekurbelt. Welcher allerdings gerade abgeraucht ist %^&#!! :-(

[...]
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Joerg schrieb:

Mit der Soundkarte hats Du doch einen prima Funktionsgenerator :-)

Bernd

Am 07.05.2010 17:18, schrieb Bernd Laengerich:

Zum Bleistift hier:

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(zusammenkleben bitte)

Haben wir und benutzen ziemlich oft.

Beim testen der Soundkarte hast du latürnich das Münchhausen-Problem, aber der Trend geht bekanntlich zum Zweitrechner :-)

Waldemar

Ja, fuer einfache Sachen reicht der und da ich den Wavetek so selten brauche baue ich mir vielleicht einen kleinen Verstaerker fuer den PC. Aber Millihertz-Geschichten und manches andere kann man damit vergessen. Vielleicht findet sich irgendwo ein einfacher "gesichtsloser" Funktionsgenerator mit USB Steuerung.

Der Wavetek Model 23 ist an sich gut (gewesen ...) aber Gehaeusebau und konservatives Design in Sachen Abwaerme hatten die wohl nicht so drauf. Ich musste fuer's Ausland 50Hz Versuche machen und den 12-Stundentest hat er dann nicht abgekonnt :-(

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Am 07.05.2010 16:50, schrieb Joerg:

Ach Joerg, dein kritischer Sachverstand zeigt wohl auch schon Rauchzeichen? ;-)) Denn 18_bit ensprechen 108_dB Fremdspannungsabstand. Das bei einem Frequenzband von 20_Hz bis 16_kHz. ;-) Das thermische Rauschen lass ich mal aus, aber 60_dB Fremdspannungsabstand in der ueblichen PC Umgebung sind schon vorzueglich.

mfg hdw

horst-d.winzler schrieb:

Das heisst ja nicht, dass es nicht auch besser geht, gibt genug 08/15 Karten, sogar Notebook-Einbauten, die real 14-16Bit erreichen.

- Carsten

Am 08.05.2010 13:01, schrieb C.P. Kurz:

Eingang kurzgeschlossen. Glaube ich dir. ;-) Fremdspannungsabstand 14-16_bit entsprechen 84-96_dB. Das zur Erinnerung.

mfg hdw

Natuerlich nicht einfach ueber ein eingestoepseltes Kabel mit 3.5mm Klinke dran :-)

Da sass schon ein Audio-Trennuebertrager drin. Und der Laptop hat ein ordentliches Metallgehaeuse sowie Schutzerde an selbigem. Mit einem Aldi-Laptop sieht es vermutlich anders aus ...

Der haerteste Fall war einer, wo der $10k teure Stanford Research NF-Analyzer eine Stoerung nicht fand, die auf meinem Laptop dann wie ein kleiner Kaktus auf dem Display prangte. "Is that an artifact?" ... "Nope, guys, that's real" ... "Oh s..t!". Und das auch noch von 6Hz bis

8Hz wo er nach Meinung einiger zuschauender Ingenieure gar nicht mehr gross haette messen sollen.
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... bis 20kHz.

Marcel

Das reicht fuer manche Jobs auch, aber die Tongenerator-Software die ich bisher sah hat zwei Haken: Zum einen nur einen 30-40dB Einstellbereich fuer die Amplitude. Zum anderen kann man die nur eintippen oder grobmotorisch per Mausziehbalken veraendern. Wenn man damit wie ich meist dicke Sachen steuert, reicht einmal abrutschen. Dann gaebe es einen hoellischen Knall, umherspritzende Brocken und so. Ok, koennte man ein Poti reinfriemeln.

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(und ab 30Hz)

Ack. Mache ich oft. 100kHz wären mir aber in etlichen Fällen lieber.

Viel mehr gibt das SNR vernünftigerweise ohnehin nicht her.

? - Was sonst?

Ja, schon.

Ich mache üblicherweise sowieso alles per Setup-Files. Es soll ja schließlich auch reproduzierbar sein. Und außerdem ist eine tolle Kalibrierung der Karte bei Reglerstellung 69 bei Stellung 70 nicht mehr notwendigerweise gültig.

Marcel

Am 10.05.2010 00:24, schrieb Joerg:

Ich würde einen HP 3325A in Ebay schiessen, schön mit GPIB-Interface :-)

Butzo

Meine hat die -6dB Untergrenze bei 4Hz. Fehlt nur noch die passende Rap Music dafuer :-)

Das merke ich auch gerade. Bin notgedrungen mit der Sound Karte meines Laptop am Labortisch zugange. Aufnehmen fuer die Stoerungssuche tut die ja exzellent, da hat sie sich schon oefter bewiesen und manches teure Messgeraet stehengelassen. Doch das was so als Sinus rauskommt sieht recht uebel aus.

Z.B. ein Up/Down Klickbereich mit sanfter Beschleunigerfunktion, das geht viel genauer und man kann nicht abrutschen.

Macht nichts, das wird eh alles extern nochmal gemessen. Wie auch immer, ein neuer Funktionsgenerator muss her. Am besten USB-betrieben. Ausser einem nicht zugaenglichen Elektorheft habe ich weder ueber Picoscope

2203 noch ueber den Velleman Kasten ein Review gefunden, seltsam.
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