single-ended --> differentiell, rauscharm

Hallo!

Ich designe für meine Diplomarbeit u.a. einen Print mit einem

18bit-AD-Wandler. Davor soll ein Filter, dann ein Verstärker und noch ein Filter kommen, also so:

IF-signal ----- BP ----- Amplifier ---- BP -------- ADC

Dabei ist die Eingangsstufe des ADCs differentiell, ich muß also die single-ended Eingangsstufe umsetzen auf eine differentielle. Da ich es mit einem 18-bit-Wandler zu tun habe, ist jedes zusätzliche Rauschen unerwünscht, d.h. am liebsten würde ich das Signal gleich zu Beginn auf single-ended umsetzen.

Allerdings frage ich mich, ob das so einfach möglich ist - denn dann würde ich erst nach der Umsetzung filtern. Haben dann die Filter dieselben Parameter wie in der single-ended-Version oder müssen sie neu ausgelegt werden, und wenn ja, wie?

Die einfache Variante wäre ja, erst nach dem zweiten Bandpass zu filtern, d.h. direkt vor dem ADC. Aber wahrscheinlich die "rauschendere".

Für die Umsetzungsstufe würde ich die im Datenblatt des Wandlers empfohlene Schaltung verwenden

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- figure 31).

Was ist noch zu beachten, damit ich mir kein zusätzliches Rauschen einfange?

Vielen Dank, Simone

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Simone Winkler
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=C4hm, mal kurze Frage: Warum nicht einfach das Signal dirket an IN+ un= d an IN- per Spannungsteiler auf U_Ref/2 festlegen? Den Rest kann man dann p= er affiner Transformation in der Software machen.

Allerdings w=FCrde ich das Signal lieber differentiell verarbeiten und = beide Signalleitungen so nah wie m=F6glich beisammen lassen. St=F6rungen wirk= en sich dann auf beide Leitungen gleichermassen aus, aber dadurch =E4ndert sich= nicht die Differenz. Siehe auch: Twisted Pair Ethernet, USB, Firewire, ( evtl=

SDSL, AFAIK wird da davon ausgegangen, dass die Telefonleitungen verdri= llt sind, was aber zumindest in unserem Haus nicht der Fall ist...)

Wolfgang

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Wolfgang Draxinger

Simone Winkler schrieb:

mit

auf

Hallo,

der differentielle Eingang des ADC wurde mit Absicht so entworfen, damit =

sich Gleichtaktst=F6rungen weniger auswirken. Du solltest besser auch=20 gleich eine differentielle Eingangsstufe dazu vorsehen.

Man kann zwar einfach einen differentiellen Eingang single-ended, also=20 massebezogen einsetzen, aber umgekehrt geht es nicht, einen=20 massebezogenen Eingang differentiell anschliessen.

Bye

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Uwe Hercksen

Simone Winkler schrieb:

Du meintest auf differenziell umsetzen, nehme ich an.

Das Rauschen hat nicht unbedingt etwas mit single-ended differenziell zu tun. Die Störsicherheit schon eher. Der ADC hat vermutlich differenzielle Eingänge, um bei gleich niedriger Betriebsspannung 6dB mehr Signal-Rausch-Abstand herauszuholen. Das Gesamtrauschen ist vermutlich in erster Linie von der Quellimpedanz und den Widerständen im ersten Filter bestimmt, das heißt es spielt wenig Rolle ob der Verstärker und das darauf folgende Filter differenziell sind oder nicht. Nehme ich richtig an daß Deine Filter passiv sind?

Ein Filter im differenziellen Signal ist schon möglich, aber hat u.U. einen größeren Bauteilaufwand, wenn Du beide Zweige getrennt filterst. Du wirst gesehen haben daß im Datenblatt des Wandlers ohnehin ein einfaches Tiefpaßfilter vor die Eingänge geschaltet ist.

Kann ich ohne nähere Angaben zu Impedanzen, Pegeln, Frequenzen etc. nicht sagen. Aber wie gesagt ich gehe davon aus daß Rauschprobleme am ehesten am Verstärkereingang auftreten.

Es gibt zwei verschiedene Problemfelder zu beachten.

  1. Rauschen im eigentlichen Sinn. Dazu mußt du die Quellimpedanz des Eingangssignals, die Eingangsimpedanz des Verstärkers, die Bandbreiten usw. kennen bzw. anpassen. Da Du scheinbar mit Bandpässen arbeitest, schließe ich daß die Gleichstromeigenschaften des Verstärkers eine geringe Rolle spielen. Das könnte Deinen Freiheitsgrad bei der Wahl geeigneter Bauteile erhöhen.
  2. Unempfindlichkeit gegenüber eingekoppelten Störsignalen. Da bietet natürlich differenzielle Signalführung u.U. Vorteile. So oder so mußt Du aber auf ausreichende Entkopplung, sauberes Layout der Schaltung und gute Masseführung achten.

Es gibt übrigens inzwischen auch einige OpAmps mit differenziellem Ausgang, speziell zum Ansteuern von ADCs.

--
Cheers
Stefan
Reply to
Stefan Heinzmann

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