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Board-AnsichtINTEGRIERER??? was ist das / Editiert, war was falsch! (Elektronik)
verfasst von Hartwig
, 01.08.2018, 15:34 Uhr
(editiert von Hartwig am 02.08.2018 um 10:48)
Hallo,
mathematisch gesehen berechnet der Integrierer die Fläche einer Funktion, z.B. einer Intensität im Verlauf der Zeit (üblicherweise zwischen gegebenen Grenzen). Bei einem AD-Wandler wie bei Dir ist es die Spannung über die Zeit. Lädt man einen Kondensator mit einer gegebenen Spannung über einen Widerstand auf, so erhält man die exponentielle Ladekurve (Spannungsverlauf über die Zeit) des Kondensators. Das kann man zwar auch als Integration betrachten, nutzen wird man das aber nur, wenn z.B. das Ergebnis logarithmisch darzustellen ist.
Der klassische Integrierer benutzt einen OPV, damit der Kondensator linear geladen wird, d.h. bei konstanter Eingangsspannung wird der Kondensator mit einem konstanten Strom geladen. das führt zu einem linearen Anstieg der Kondensatorspannung. Nehme ich jetzt ein Spannungsquelle unbekannter, konstanter Spannung (die ich ermitteln will) und einen Taktgenerator,dann kann ich z.B. 0V als Kondensatorspannung bei Ladebeginn definieren. Als Ladeende könnte ich 1V Kondensatorspannung definieren. Jetzt wird die Spannung an den Integrierer gelegt und gleichzeitig der Taktgenerator gestartet, die Taktimpulse werden gezählt. Nach Erreichen des Ladeendes von 1V wird der Zähler gestoppt. Der Zählerstand wäre jetzt umgekehrt proportional der angelegten Spannung. Also: doppelte Spannung - halbe Ladezeit - halb so viele Impulse - wir haben einen AD-Wandler! Es gibt Schaltungen (z.B. Dual Slope Wandlung), bei den Toleranzen und Tempraturdrift des Kondensators durch Messen der Lade-und Entladezeit in Verbindung mit einer Referenzspannung eliminiert werden. Ein solches Verfahren kommt z.B in deinem Voltmeter zum Einsatz und das erklärt, dass von außen gesehen die Kapazität des Kondensators in gewissen Grenzen keine Rolle spielt - die Zählung mit der Referenzspannung wird als Maß für die Zählung der Messpannung genommen. Allerdings kann das Einfluß auf die Genauigkeitund Auflösung haben - du verschiebst damit den optimalen Betriebsbereich des Wandlers, was in Grenzbereichen zu erheblichen Fehlern führen kann. Ich habe allerdings nicht im DB nachgesehen, ob diese Effekte bei diesem ADC auftreten können, halte das aber für wahrscheinlich. Der Ersatz des defekten Kondensators durch einen Kondensator mit der richtigen Größe wäre also unbedingt zu empfehlen, wobei der Wert durchaus von den Beispielen im DB abweichen könnte.
Ein Keramik-C in der Größe ist so ziemlich die schlechteste Wahl, dort sollte ein Folienkondensator guter Qualität eingesetzt werden. Die meisten Keramik-Cs im nF-Bereich sind als Abblockkondensatoren konzipiert und eigenen sich wenig für Messzwecke (Kapaziät ist spannungsabhängig, Mikrofonie (piezo-Effekt), Streuungen und thermische Stabilität ).
Der von Dir beobachtete Fehler kann natürlich auch seine Ursache in anderen Bauteilen haben...
Mehr zum Integrierer findest Du natürlich hier sehr gut von Thomas erklärt im ELKO!
Viele Grüße
Hartwig
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