A/D Wandler mit mehr als 10 Bit gesucht mit 10bis16 Ports

**Mosi** · 12.02.2007, 10:55

Die Verminderung des Rauschens ist normalerweise immer gut, hier nicht. Die Rauschspannung muss min. eff. 1LSB haben. Ob man allerdings den Kondensator ganz weg lassen kann, keine Ahnung. Ich werds ausprobieren, komme allerdings erst am Do oder Fr dazu.
Mit 64Messungen kann definitiv kein 16bit Ergebnis erreicht werden, jedenfalls nicht bei 10bit "Ausgangslage", kannst du mal den Link posten?

Gruß, Rene

**Steffen44** · 12.02.2007, 16:03

ja die Quelle ist Sprut : http://www.sprut.de/electronic/pic/grund/adc.htm im Abschnitt Messgenauigkeit steht :

Eine unsaubere Eingangsspannung läßt sich durch Mittelwertbildung aus vielen Messungen "glätten". Wenn man die Eingangsspannung 64 mal mißt, und alle 10-Bit-Meßergebnisse zusammenaddiert, bekommt man ein 16-Bit-Ergebnis. Die oberen 10-Bit davon sind gie "gesiebte" Eingangsspannung.

ob das in einem anderem Zusammenhang steht ich denke mal nicht ?!

Das wäre schön wenn du das testen könntest mit dem Kondensator.

**Manf** · 12.02.2007, 16:37

Man erhält in dem Fall ein 16 bit Ergebnis, das Rauschen wird aber beim Mitteln nur um die Wurzel der Anzahl der aufgenommenen Werte reduziert.

Hier ist auch noch einmal des Bild zum Ablauf der Mittelung im oben angesprochenen Beispiel.

https://www.roboternetz.de/phpBB2/al...php?pic_id=851

**Steffen44** · 12.02.2007, 16:51

mhh schade das nirgends steht auf welcher Berrechnungsgrundlage das Ergbniss von 16 Bit ermittelt wird. Ich kann es jedenfalls noch nicht nachvollziehen.

Wenn ich die Theorie nun in die Tat umsetzen möchte würde das bedeuten ich bilde den Mittelwert aus 64 Messungen und habe dann 16 Bit ? Oder stelle ich mir das zu einfach vor.

**Manf** · 12.02.2007, 18:00

Zitat von Steffen44

Wenn ich die Theorie nun in die Tat umsetzen möchte würde das bedeuten ich bilde den Mittelwert aus 64 Messungen und habe dann 16 Bit ? Oder stelle ich mir das zu einfach vor.

Eigentlich noch einfacher, erst einmal werden die Ergebnisse der 64 Messungen addiert damit erhält man aus den 64 10-bit Zahlen eine 16 bit Zahl.
Zur Mittelwertbildung wird das Ergebnis durch die Anzahl der Messwerte geteilt.

Interessant ist dann eigentlich nur noch wie das Rauschen über die Anzahl der Messungen reduziert wird. (Dazu werden die Häufigkeitsverteilungen der Rauschspannungswerte miteinander gefaltet..., einfacher ist es mit den charakteristischen Werten von Gaußverteilungen zu rechnen da sich die Verteilungsfunktion für größere Zahlen von Messwerten der Gaußverteilung annähert.)
Manfred

**Mosi** · 12.02.2007, 21:30

Zitat von Steffen44

mhh schade das nirgends steht auf welcher Berrechnungsgrundlage das Ergbniss von 16 Bit ermittelt wird. Ich kann es jedenfalls noch nicht nachvollziehen.

Wenn ich die Theorie nun in die Tat umsetzen möchte würde das bedeuten ich bilde den Mittelwert aus 64 Messungen und habe dann 16 Bit ? Oder stelle ich mir das zu einfach vor.

Hallo,
Ja das ist zu einfach, bist aber auf dem richtigen Weg.
Du verwechselst hier das Ergebnis einer Addition mit der evtl. erreichbaren Auflösung. Wenn hier von einem 16bit-Ergebnis gesprochen wird, dann ist es tatsächlich ein Ergebnis, also die Summe aus 64 10bit-Zahlen. Leider erstmal nicht viel mehr.

Vergleichbar ist das mit der Summe aus 10 fünfstelligen Zahlen, es ist ein sechstelliges Ergebnis.

Wenn du den Mittelwert aus 64 10bit Messungen berechnen willst (also die Summe aus 64Messungen durch 64 teilst), dann hast du als Ergebnis auch wieder "nur" eine 10-bit-Zahl, genauso wenn du oben genannte sechstellige Zahl wieder durch Zehn teilst, es wird wieder eine Fünfstellige.
anders wirds, wenn du das 16bit Ergebnis durch z.B. 32 teilst, dann erhältst du eine 11bit Zahl, oder durch 16, das wird eine 12bit-Zahl, durch 8: 13bit, durch 4: 14bit, durch 2:15bit und gar nicht geteilt: 16bit.
ABER: das ist noch lange nicht eine entsprechend hohe erreichbare Auflösung. Wenn du statt Rauschen eine synchron laufende Rampe, bzw. Sägezahn verwendest, stimmt das auch. Denn wichtig ist, dass diese 64Messungen sich möglichst linear verteilen, und das ist bei 64 zufällig ausgesuchten Messwerten (Der Zufall wird dann durch die der Referenzspannung oder der Messspannung überlagerte Rauschspannung erzeugt) so schnell mit der erforderlichen Linearität nicht der Fall. Wenn ich die App-note richtig im Kopf habe, geht man wohl von einer mindesten 4-fach höheren Abtastung aus, aber nagel mich jetzt nicht fest, musst du mal nachlesen...

vielleicht hilft das hier noch ein wenig:
2 hoch 10 = 1024
2 hoch 6 = 64
demzufolge:
(2 hoch 10) * (2 hoch 6) = 2 hoch (10+6) = 2 hoch 16 = 64*1024

Gruß, Rene

**Steffen44** · 13.02.2007, 16:10

danke rene,

die Beschreibung ist klasse.

Falls du noch Lust und Zeit hast kannst du ja mal an den Kondensator denken am Aref.

Ich habe leider kein Oszi um mir das anschauen zu können.

Gruß
Steffen

**Mosi** · 20.02.2007, 22:45

Sorry für die Verspätung, habe gerade einen 14bit Wandler realisiert, mit der Methode eines durch seinen eigenen Reststrom sich entladenen Kondensator kann man bei verschiedenen Kondensatoren am Ref-Eingang die Auswirkung gut erkennen: bei 100nF, (Standard-Beschaltung) sind deutliche längere "Standzeiten (ca. 3-4mal) bei jeweils vielfachen von 16 erkennbar (Anzeige verharrt deutlich länger, Treppenstufen!) bin jetzt bei 680pF angelangt, so ab etwa unter 10nF ist keine Veränderung mehr wahrnehmbar, die Treppenbildung ist noch ein wenig vorhanden, aber extrem reduziert. Ein deutlicher Hinweis, dass die am Ref-Eingang anliegende Rauschspannung den mindestwert von 1LSB nicht ganz erreicht.
Ich vermute, ein einfacher OPV mit Referenz-U als Rauschquelle dürfte das auf jeden Fall beheben. Werd ich demnächst probieren.
Gruß, Rene