richtig 7

Hallo Leute,

ich will Gleichspannung messsen. 100 mV mit 10 Bit Auflösung. Die Versorgung des Eingangs-OPV kommt aus einem DC/DC-Wandler. Der soll lt. Datenblatt 75 mVss Rauschen produzieren. Genügt ein dicker Elko? Oder lieber LC oder C-L-C oder...? Hab ich noch nie gemacht, will aber auf der sicheren Seite sein.

MfG hjs

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Hans-Juergen Schneider
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Elko alleine wird nichts bringen, R-C muss es schon sein. Ich würde zum Elko einen Keramikkondensator parallelschalten, DC/DC macht gerne Spikes mit Frequenzen, wo Elkos nicht mehr gut arbeiten. Mach' es so, daß Du bei Bedarf anstatt des R eine geeignete Spule/Ferrit bestücken kannst.

Wobei: bei 10 Bit würde ich mir keine extremen Sorgen machen.

cu Michael

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Michael Schwingen

Auf den OPV kommt es hauptsächlich an. Hochwertige OPV können Störungen auf ihrer Spannungsversorgung um >120 dB dämpfen. PSRR und CMRR beachten. An die Betriebsspannung würde ich hinter 10R 2,2 uF Tantal legen, zum/am OPV.

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Helmut Schellong

Bei 50 Hz haben moderen OPVs sehr hohe Eingangsunterdrueckung. Wenn Du genau messen willst, und nicht schon eine Offset im 5 mV Bereich zu bekommen, brauchst Du soswieso schon einen besseren OPV.

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Uwe Bonnes

Hallo,

diese Störungsunterdrückung (PSRR) ist aber stark abhängig von der Frequenz. Die 120 dB gelten bei Versorgung aus dem Netz mit 50 Hz oder 60 Hz.

DC/DC-Wandler arbeiten mit deutlich höheren Frequenzen und diese kann der OP schlechter unterdrücken.

Beim LT1028 etwa sinkt der Wert der PSRR bei 1 MHz auf 30 dB!

Siehe das Datenblatt, auf Seite 9:

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Bernd Mayer

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Bernd Mayer

MCP6V51. Aber 50 Hz sind das nicht. Der Wandler schaltet mit 100 kHz.

MfG hjs

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Hans-Juergen Schneider

Hallo Hans-Juergen,

Da fehlt eigentlich alles, was man wissen muss, um eine qualifizierte Aussage treffen zu können. Wir haben keine Ahnung, welchen DC/DC Wandler Du einsetzen willst, wir haben keine Ahnung über Abtastraten, den AD-Wandler, ob das differenziell ist oder an ein Bezugspotenzial gebunden, welche Nutzfrequenzen Dein Signal hat, ob Du integrierende oder momentbezogene Abtastungen haben willst. Brauchst Du DC-Genauigkeit oder relativ zur Versorgungsspannung ...

Alles, was Du bisher gelesen hattest, ist Lesen im Kaffeesatz, Stochern im trüben Wasser oder sinnloses Geschwafel kombiniert mit vielleicht sinnvollen Halbwahrheiten ;-)

Marte

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Marte Schwarz

Die 120 dB hatte ich keinem OPV zugeordnet - ist halt ein Beispielwert.

Ich habe ein RC-Glied 10R+2,2uF Tantal für +- des OPV angegeben.

Der OPA1612 hat eine PSRR von 140 dB bis 8 Hz. Bei 200 kHz ist diese 50 dB, bei 1 MHz noch bei 40 dB.

50 dB dämpft auf 1/316 - das ist erheblich. Beispielsweise von 1 V auf 3 mV gedämpft.

In einem uC mißt man gewöhnlich viele Male und nimmt dann den Mittelwert. Das hat die größte Wirkung.

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Helmut Schellong

Warum?

So ein Standard-Tantal hat mal eben 8 Ohm ESR (Kemet T491A155(1)010AS), bei

10kHz absinkend auf ca. 1.5 Ohm.

Mit den 10 Ohm Vorwiderstand zusammen gibt das keine tolle Unterdrückung ...

Mit einem Keramikkondensator könnte das was werden.

cu Michael

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Michael Schwingen

Dann rechne mal konkret. Es geht um 100 kHz.

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Helmut Schellong

Bist Du sicher, dass Du mich damit meinst?

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Hans-Juergen Schneider

Ging es nicht um Gleichspannung?

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Uwe Bonnes

Nein, es ging um Fremdspannung auf einer Gleichspannung. (23.01.2024, 11:39) Und jemand schrieb über das verwendete Schaltnetzteil, daß dieses mit 100 kHz arbeitet. Bekanntlich sind diverse Mischprodukte als Fremdspannung auf der Gleichspannung.

Und ich gab drei verschiedene Wirkungen gegen Störungen auf der DC an: o RC-Glied zum Sieben o PSRR unterdrückt Fremdspannungen stark o Viele Messungen mit Mittelwertbildung

Es ist abwegig, sich auf nur eine Entstör-Wirkung zu versteifen. Alle wirken multiplikativ. Die Werte von R und C des RC-Gliedes können bekanntlich optimal herausgearbeitet werden.

Ich schrieb, daß die letzte Wirkung die stärkste ist. Da können von 18 Messungen der kleinste und größte Wert entfernt werden, und dann der Mittelwert von 16 Werten berechnet werden. Zwischendurch kann mit 32bit-Gleitkomma gerechnet werden.

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Helmut Schellong

LC ist erheblich wirksamer.

Lässt bei höheren Frequenzen stark nach.

Wenn es denn gar nicht will, dann als workaround.

Ganz unten im Spektrum sind 100 kHz. Also geht es um eine Zeitkonstante von 5 µs. Für den Rest müsste man C exponentiell erhöhen. Bei L ist das anders: Viel hilft viel.

Aber wehe, wenn die Messungen zufällig synchron zu den Störungen sind.

Kann ich mit fünf 8-Bit Registern. Will aber keinen Pfusch.

MfG hjs

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Hans-Juergen Schneider

Baulich kleine Induktivitäten sind insgesamt nicht vorteilhaft. Wenn schon, dann 15 Windungen auf Ringkern, selbst gemacht. Volumen das 20-fache des C. Letztlich eigentlich Unfug im Kontext.

Ja, na und? PSRR ist dennoch _sehr wirksam_.

40 dB kostenlose Dämpfung ist sehr nützlich.

Nein, DAS ist die Hauptsache hier, weil kostenlos und hochwirksam mit dabei.

Das kommt praktisch nicht vor. Der OP schrieb im von mir angegebenen Startposting von Rauschen...

Das ist kein Pfusch! Warum sollte das überhaupt Pfusch sein? Auf meinen uC hatte ich stets Gleitkomma in der Sprache C.

Ich habe das mehrfach in der Industrie konkret implementiert. Die Ergebnisse sind makellos. Da sind die Anzeigewerte Minuten lang konstant. Beispielsweise 52,3 V - jede Sekunde genau so.

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Helmut Schellong

1210, und das, weil ich insgesamt so viel Strom brauche.

Das hat man doch sowieso. Ist keine Maßnahme die man machen kann.

Rechnerisch landet der Durchschnitt vom kleinsten und grö0ten Wert in der Mitte. Wenn es allerdings Ausreißer in eine bestimmte Richtung gibt, dann hast Du noch ein ganz anderes Problem.

Man kann das Messsergebnis sogar in einen Analogweert überführen, diesen integrieren und schließlich wieder digitalisieren... Mal ernsthaft: Wenn der A/D-Wandler eine ganze Zahl liefert und auch eine Ganzzahl als Ergebnis erwartet wird, was willst Du dann mit Gleitkomma. Und den Versuch, 64 bit float nach 16 bit integer zu wandeln, sollten wir weiterhin den Franzosen überlassen...

Weil es das chinesische Paradigma ist. Dort ist das Kostenverhältnis von Material und Arbeitsleistung anders als bei uns. Man fängt sich lieber erstmal etwas Dreck ein (um am Material zu sparen) und bügelt das dann in Software wieder aus.

Ja, die Hochsprachen haben ein Problem mit dem Schieben. Manche können das sogar, aber bei den Überträgen hapert's dann doch. MfG hjs

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Hans-Juergen Schneider

Es hat einen Grund, warum ich von Ringkern... schrieb. Induktivitäten haben ein magnetisches Wechselfeld. Das kann alle Dämpfungen zunichte machen.

Strombedarf ist unklar. Weil die Schaltung unbekannt ist. Es steht doch nicht fest, ob da nur der OPV ist, der versorgt werden muß.

Das schrieb ich doch direkt zuvor (kostenlose). Durch die Wahl des OPV hat man jedoch einen gewissen Einfluß auf Werte.

Die konkrete Praxis mit ADC spricht dagegen. Wenn nur wenige Werte addiert werden, bringt die Entfernung des kleinsten und größten Wertes statistisch relativ viel. Die sind dann nicht mehr Bestandteil der Mittelwertberechnung. Schau doch mal Rauschen am Scope an...

Solche spekulativen Probleme wurden bei uns in der Entwicklung auf Vorhandensein geprüft. Und nötigenfalls beseitigt, bevor mit ADC entwickelt wurde. Die Eigenschaften der Spannungsversorgung waren bestens bekannt.

Den Mittelwert mittels Gleitkomma und 5/4-Rundung herstellen und in Integer umwandeln.

Ich schrieb von 32bit-float, nicht von 64 Bit. In C geht das so: iv= (int)(flt+0.5f); Probleme?

Wenn ein uC vorhanden ist, kann vieles /kostenlos/ in Software erledigt werden. Das ist insgesamt sehr viel besser als in Hardware.

Falls nötig, konnte ich in C _asm(...) verwenden.

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Helmut Schellong

Am Di.,23.01.24 um 18:08 schrieb Helmut Schellong:

Der Ansatz RC ist schon richtig, mit LC kann man das weiter verbessern, wenn man unter der Spulenresonanzfrequenz bleibt.

Statt einem Tantal mit ESR im Ohmbereich aber besser einen größeren low ESR Elko nehmen. Ein Panasonic FR 270µF 35V 8x16mm für 32ct (Reichelt), hat bei 100kHz 41mR. Mit Rv 10R dämpft das bei 100kHz >40dB. Ein MCP6R51 hat bei 100kHz 30dB PSSR, der vorgeschlagene OPA1612 50dB.

Wie schnell ist der ADC? Wie stark wirkt da ein 100kHz Ripple auf das Ergebnis?

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Wolfgang Martens

Ab ca. 10 µF wird dann immeer weniger Nutzen.

Das kann ich mir aussuchen. Eine häufige Messfolge ist nicht nötig. Die Frage ist ja, zu welchem Zeitpunkt der sampling-C vom Eingang getrannt wird. Klar kann man dort auch noch mit einem Tiefpass nachhelfen. Das gaht dann wieder mal lediglich an die Symptome.

MfG hjs

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Hans-Juergen Schneider

Warum? Ein 10µF FR hat deutlich mehr ESR. Der genannte FR ist bei

100kHz spezifiziert.
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Wolfgang Martens

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