Svenska ElektronikForumet

Tja.

Jag har under en längre tid saknat en eller flera volt metrar till olika experimentiella mätningar men genom ett annat projekt så har jag kommit in på "data converters" och ser det nu vara dags att ta tag i detta problem.

Jag har inte hunnit tänka igenom allt, eller så mycket men all input/kritik eller egna ideer angående detta ämne uppskattas.

Å ena sidan tänker jag att man kan ha x antal kanaler för spänning och ström men jag funderar även på detta med I-V mätningar, det hör på sätt och vis till två olika apparater men jag fantiserar om lite olika typer som:

I-V mätare med digital "värde behandlare", måhända med en fin LCD till slut.
alla varianter jag tänker på är dock digitala.

Ett "multi-mät" instrument, med typ 6 kanaler för spänning, 6 kanaler för ström men även(kanske) capacitance/inductance/resistance mätningar, V och I är dock det viktiga, 20x4 lcd eller 128x64 lcd.

Någon minimal krets för nogranna volt/ampere mätningar, en/två kanaler per enhet, ingen lcd men med någon form av digital kommunication för att samlas in av laptop eller en controll-enhet, detta skulle syfta på att få en liten lätt att återskapa digital meter del för att användas separat men även i framtida projekt. Något som bara går att slänga in vart man skulle behöva det.

Jag använder AVR, hittils genom arduino. Dock har jag inte kommit allt för långt med programmering men jag känner att ambisiösa projekt är ett ypperligt sätt att lära sig på.

Iallafall så till en enhet med flera kanaler så tänker jag en typ 16channel 24bit ΔΣ-ADC som kommunicerar med en ATmegaxxxx, jag kommer definitivt inte få ut 24bit men rätt högt ändå.
Jag har länge jobbat på en "dual channel lab power supply" och fokus har kommit att ligga på hur jag hanterar data converterarna och håller koll på noise levels och jag är rätt självsäker på att jag kan få ut ett rätt bra resultat sålänge jag inte sabbar layouten då detta är det steg jag inte har gått igenom helt ännu.
Sedan någon form av "analog-front end" för spänning buffring eller något beroende på tillväga gångssätt. Jag har börjat kolla på current-voltage-converters men har inte kommit underfund med den lämpligaste lösningen men antagligen så blir det väl någon standard op-amp lösning.

Frågan är bland andra hur man skall hantera volt/ampere spannen, har någon något förslag?

Till en liten enhet skulle man väl ha samma tillvägagångssätt, front-end/range setting, ADC, µC. eller så skippar man range setting och sätter en fast 0-30V, det låter änna lämpligare. Ang både den stora och lilla enheten, sen till I-V.

Jag har inte ens hittat en variant som jag har satt mig in i men jag skall börja leta när jag får tid över, jag har länge viljat ha någon curve-tracer variant utöver en klassisk octypus module.

Det är så långt jag har tänkt men det ger ju inte så mycket i sig, men det är en början.
Jag är inte van att utrycka mig utförligt om elektronik på svenska då allt jag vet och har haft att göra med har skett på engelska, jag har länge tänkt skapa en tråd med ett engelsk-svenskt ord lexikon för elektronik termer/slang. Skulle vara intresant att ta del av svenska utryck, jag gillar inte att behöva prata svengelska när jag snackar med någon svensk:)

//24bit är kanske lite att ta i men vi får se, det går ju inte att förutsätta vad för sorts oljud som kan förekomma i mätta spänningar och så. Har inte tänkt på AC ännu men det är något jag definitivt vill ha.

Ska det vara galvaniskt skilda ingångar? och hur skall dataomvandlaren prata med omvärlden? (RS485, ethernet?)

A/D på 12-bitar lär fungera okej. För fler bitar lär du behöva vara mycket nogrann med designen.

galvaniskt skilda ingångar?
Det har jag inte ens tänkt på, jag vet inte riktigt hur du menar.
Vad är skillnaden om jag väljer skilda ingångar och inte?

Dem konverterarna jag har hållit på med eller snarae håller på med(i ett pågående projekt med mål att lära) så kontroleras ADC/DAC via en AVR µC, µC:en kör SPI ,seriel eller I2C. Jag tänker att ADCen behandlas av en µC som i sin tur kan kommunicera via UART för att bli RS232, typ. Vad det gäller en enhet med x antal kanaler för V eller I så skulle den ha en LCD skärm men också en USB port, men om man skulle se till en liten "enkel" single eller dual channel modul så behöver jag bestämma mig för något protocol. Jag har precis börjat på att förstå digital kommunikation i en sådan grad att jag behöver hitta en variant för hur jag kommunicerar med olika projekt som jag kommer använda generelt, dock är jag långt mycket mer insatt i analog elektronik.

12bit har jag svårt att nöja mig med men jag kommer lägga mycket energi på att både designa rätt och lägga layouten korrekt, jag siktar på att få ut 16bit i slutändan iallafall.

Det är mycket jag inte vet om "analog signal conditioning circuits" men jag håller på att läsa upp mig på det, jag hade från början tänkt mig en långt mycket simplare variant utan isolation men vi får se vad jag får reda på under läsningarna.

Jag vet heller inte om delta sigma ADC är det bästa valet för en sådan här applikation.

Hej,

Ingångar som är galvaniskt skilda har ingen gemensam jord. Dessa är då enklare att koppla in i olika mätpunkter utan att någon gemensam referens behövs. Dock krävs isolerad DC/DC och signalisolator till varje kanel. Däremot kan differentialförstärkare vara ett begränsat alternativ men då gäller det att se upp.

Vidare ska man inte att stirra sig helt blind på antalet bitar. Hur du väljer mätintervall spelar också roll för noggrannheten. Där mindre intervall ger bättre noggrannhet precis som fler bitar.

Sedan är 24-bitar extremt. Det skiljer en del mellan de integrerade omvandlare där de har olika antal effektiva bitar beroende på egenbrus. Troligtvis går det att räkna bort några bitar redan i analog till digital omvandlaren.

Tillbaka till mätintervall tror jag det är enklare att satsa på mindre antal bitar. Därav försöka förstärka upp mätsignal tidigast möjliga för få bättre brusmarginal. Detta borde underlätta layout och mycket annat.

Klassisk tror jag mätintervall byts med relä med låg resistans. Dock skulle jag kunna tänka mig en programmerbarförstärkare istället och låta en mikrokontroller ha koll på förstärkning. Med ett sådant system kan mätintervallen vara väldigt små. De stora halvledartillverkarna inom analogt (Texas Instruments, Analog Devices och Linear) har trolgtivis en del att välja på. Men det gäller att kolla upp noggrannheten över förstärkningen. Eventuellt fallerar idén på detta.

Man kan driva hela mätenheten med DC/DC omvandlare så att den svävar elektriskt fritt.

Detta med mätintervall, hur dem byts blir till att se men antingen så blir det väl relä, PGA eller något att göra med en digital potentiometer.

Sen försöker jag hitta ett resonemang om vilken typ av analog-digital jag skall använda, inte bara structur typ men om man kollar på delta sigma typen så finns det dels dem som har en "output rate" på 15SPS(samples per second) men sen finns det dem som har en output rate på 4000SPS, 1MSPS osv.
Ibland verkar man kunna köra dem så långsamt som 3SPS, om man skulle ha 15SPS så blir det kanske lite knasigt om man vill "över sampla" dvs ta x antal mätvärden ifrån ADCen och sen med olika algoritmer räkna ut ett medelvärde, i samma veva kan man ju då också använda digitala filter och andra data manipulerande metoder för att åstadkomma diverse resultat.

Men gör man detta med 15SPS så blir det inte många mätvärden att ta medelvärden ifrån om man inte vill sitta och vänta på att LCD skall uppdatera sig, men har man 8000SPS så kan man köra på en hel massa värden.
Något måste ju helt klart skilja på en så långsam och en så snabb ADC, men vad? eller hur?

Jag tror att jag kommer planera för att sänka antalet kanaler och istället isolera dem, dem mest intressanta mätningarna kräver skilda 0V/GND. Nu när du har sagt det så känns det helt otroligt att jag inte tänkte på det, men men ibland är man trög.

Sen så måste jag väl säkerligen filtrera alla inkommande signaler, vad det gäller AC så har jag inte tänkt på det än men då det gäller DC så om man skulle ha ett RC-lowpass filter med en resistor på 1k och en kondensator på 100µF så skulle "cutoff-frequency" vara 1,59...Hz. Och sen buffra signalen med en chopper op amp, det oljud som då finns kvar borde väl kunna antas enbart finnas i 0,1Hz-1,59..Hz?

Då borde man väl på digital väg kunna göra dessa störningar orelevanta.