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Hilfe bei AD-Wandler

Diskutiere Hilfe bei AD-Wandler im Elektronik allgemein Forum im Bereich WEITERE ELEKTROTECHNISCHE BEREICHE; Hallo Freunde! Ich versuche gerade mich mit dem Thema der AD/DA Wandlung zu beschäftigen. Leider verstehe ich die ganze Thematik nicht so ganz....

  1. #1 pschleicher, 11.06.2009
    pschleicher

    pschleicher Schlitzeklopfer

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    Hallo Freunde!

    Ich versuche gerade mich mit dem Thema der AD/DA Wandlung zu beschäftigen.
    Leider verstehe ich die ganze Thematik nicht so ganz. Ich habe mir das Buch "Einfache IT-Systeme" vom Bildungsverlag EINS gekauft in der Hoffnung das ganze ein bisschen besser verstehen zu können, aber leider bringt dies nicht das gewünschte Ergebnis.

    Also das Buch gibt folgende Aufgabe vor:
    Folgendes habe ich gemacht:

    1. Bestimmen der Breite der Spannungsbereiche
    1,28 / ( 2^8) = 0,005V = 5mV

    Da es ja 2^8 (256) Spannungsbereiche gibt, sollte ich doch die Quantisierungsstufen von +1 - +128 und -1 - -128 erhalten.

    Nun ist mir die ganze Sache mit den Spannungsstufen nicht ganz verständlich. Wie berechne ich nun aus dem Binärcode die Spannungsstufen?

    Es wäre super wenn mir jemand helfen könnte, denn stundenlanges googeln hat mich zwar zu ergebnissen geführt, doch keine durch die ich das Prinzip des AD-Wandlers verstanden habe.

    Vielen Dank im Vorraus!
     
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  3. #2 kalledom, 11.06.2009
    kalledom

    kalledom Lichtbogenlöscher

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    AW: Hilfe bei AD-Wandler

    Hallo,
    bei 8 Bit ergeben sich 256 Stufen, bei 10 Bit 1024 Stufen.
    Wenn z.B. eine Spannung von 5V gewandelt werden kann (wie bei den meisten Mikro-Controllern), dann ergibt sich bei 8 Bit eine Abstufung von 5000mV / 256 Stufen = 19,53125mV.
    Bei 10 Bit wird es noch feiner: 5000mV / 1024 Stufen = 4,8828125mV.
    Also, immer Spannung geteilt durch Anzahl Stufen :)

    Achtung, wenn die Spannung auch negativ werden kann, dann ist es immer 1 Bit weniger, weil das höherwertigste Bit angibt, ob die Spannung positiv oder negativ ist. Wie rum, das hängt vom Wandler ab.
    Normalerweise bedeutet bei dem höchsten Bit = 1 = negativ. Das gilt auch für vorzeichen-behaftete Berechnungen.

    Schau mal hier: http://www.domnick-elektronik.de/elekzasy.htm
     
  4. #3 pschleicher, 11.06.2009
    pschleicher

    pschleicher Schlitzeklopfer

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    AW: Hilfe bei AD-Wandler

    Danke für deine schnelle Antwort!

    Und danke für den Tipp mit den Vorzeichen. Das Lehrbuch hat mich in der hinsicht zum verzweifeln gebracht, da es angibt dass "1=positives Vorzeichen" und "0=negatives Vorzeichen" angibt, was dazu geführt hat, dass ich bei jeder Berechnung das erste Vorzeichen weggelassen habe unabhängig davon, ob die Spannung ins negative gehen kann.

    Wenn ich das nun richtig verstanden habe, dann gibt das MSB, also das höchstwertigste Bit im Codewort das Vorzeichen an.
    Wenn nun einen Spanungsbereich von z.B. -2V bis +2V habe dann sollte ja folgende Codewörter für einen AD-Wandler mit einer Auflösung von 8 Bit heraus kommen:

    +1 = 1000 0000
    -1 = 0000 0000

    Muss ich das MSB nun mit berechnen oder dient dies nun ausschließlich für das Vorzeichen?

    Wenn dann z.B. eine Spannungsstufe 4,8mV ist dann sollte ja folgendes rauskommen;

    +1 = 1000 0001 = +4,8mV ( 1*4,8mV )
    -1 = 0000 0001 = -4,8mV ( -1*4,8mV )

    Is meine Überlegung so richtig?
     
  5. #4 kalledom, 11.06.2009
    kalledom

    kalledom Lichtbogenlöscher

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    AW: Hilfe bei AD-Wandler

    Vorsicht beim Vorzeichen, dem MSB !
    0 - 1 ===> 0000$0000b - 0000$0001b = 1111$1111b !!!!
    Hier spielt das Carry (oder Borrow), also das Übertragsbit, eine große Rolle.
    Das ist beim Rechnen so.
    Bei der AD- / DA-Wandlung kann das anders sein, weil: 127 + 1 ===> 0111$1111b + 1 = 1000$0000b wird ja nicht plötzlich negativ :rolleyes:
    Wenn die Plus-Minus-Spannung als ganzer Wert betrachtet wird, dann ist z.B. -1,28V = 0 = 0000$0000b ...... 0V = 128 = 1000$0000b ...... +1,28V = 255 = 1111$1111b.
    Der lineare Anstieg der Spannung bedeutet auch einen linearen Anstieg der Bits, egal bei welcher Auflösung. Das MSB muß hier anders betrachtet werden.
     
    pschleicher gefällt das.
  6. #5 pschleicher, 12.06.2009
    pschleicher

    pschleicher Schlitzeklopfer

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    AW: Hilfe bei AD-Wandler

    Nochmals vielen Dank für die schnelle Antwort!

    Ich denke jetzt habe ich es richtig verstanden was es mit dem MSB auf sich hat. Ich werde hierzu mal ein paar Beispielaufgaben aus meinem Buch lösen, aber ich denke das sollte jetzt alles klar sein. :-)

    Danke kalledom!
     
  7. #6 pschleicher, 13.06.2009
    pschleicher

    pschleicher Schlitzeklopfer

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    Hallo!

    Ich habe da mittlerweile noch eine Frage. Und zwar was hat es mit dem 1er und 2er Komplement in Bezug auf den AD-Wandler auf sich.

    Das Komplement an sich habe ich glaube ich verstanden. Bei einem 8 Bit binärwert z.B.

    Normal: 1001 1000
    1er Komp.: 0110 0111
    2er Komp.: 0110 1000

    Ist das soweit richtig? Und wo genau kann/muss ich das bei der AD/DA Wandlung einsetzten?

    Vielen Dank im Vorraus!
     
  8. #7 kalledom, 13.06.2009
    kalledom

    kalledom Lichtbogenlöscher

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    AW: Hilfe bei AD-Wandler

    Richtig !
    Beim Einer-Komplement wird 1 zu 0 und 0 zu 1.
    Das Zweier-Komplement ist das Einer-Komplement plus 1.

    Bei der AD-Wandlung hast Du da zuerst einmal nichts mit zu tun.
    Aber ......... wenn Du damit rechnen möchtest, z.B. zwei analoge Signale addieren, dann muß das MSB beachtet werden.
    Beim Rechnen gibt das MSB ja das Vorzeichen an: 0 = positiv und 1 = negativ.
    Ein µC kann keine negativen Spannungen verarbeiten. Wenn Du eine Analogspannung mit einem µC wandeln möchtest, die auch negative Anteile hat, muß das Signal mit einem Operations-Verstärker so aufbereitet werden, daß es zwischen 0 und +5V paßt.
    Signal-Null legt man sinnvollerweise in die Mitte der 5V, also bei 2,5V.
    Wenn der AD-Wandler jetzt 128d ==> 1000$0000b liefert, dann ist das Analog-Signal Null, bis 255d ist es positiv und unter 128d ist es negativ.
    Genau umgekehrt wie beim Rechnen. Und jetzt kommt das Zweier-Komplement ins Spiel, was aus einem positiven Wert (0....127) einen negativen Wert macht.
    Beispiel mit 1: +1 = 0001b Einer-Komplement ==> 1110b = -2d, plus 1 (Zweier-Komplement) ==> 1111b = -1d ;)
     
  9. #8 pschleicher, 14.06.2009
    pschleicher

    pschleicher Schlitzeklopfer

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    AW: Hilfe bei AD-Wandler

    Aha! Vielen Dank!

    Ich habe mir zum Operationsversärker einige Schaltbilder und Aufgaben rausgesucht und werde mal versuchen diese im Laufe des Tages zu bearbeiten. Wenn ich dann noch Fragen habe weiß ich ja an wen ich mich wenden kann ;-)

    Vielen Dank nochmal für deine schnelle Antwort.
     
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