meta data for this page
  •  

Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

Link to this comparison view

Both sides previous revisionPrevious revision
Next revision		Previous revision
bauteil:digital [2024/08/01 14:02] – [74LVC1T45] moussabauteil:digital [2025/05/30 17:34] (current) – [Wunscherfüllung] kmk
Line 36: Line 36:
   * langsam   * langsam
 Eine pinkompatible Alternative, die noch einmal ein Drittel teurer ist, ist der {{ :bauteil:datenblaetter:AD976_976A.pdf |AD976}} Eine pinkompatible Alternative, die noch einmal ein Drittel teurer ist, ist der {{ :bauteil:datenblaetter:AD976_976A.pdf |AD976}}
 +
 +==== ADS1115 ====
 +Der {{ :bauteil:datenblaetter:ads1115.pdf |ADS1115}} ist ein einigermaßen preiswerter AD-Wandler mit guter Auflösung bei eher geringer Geschwindigkeit. Die Wandlung erfolgt nach dem [[wpde>Delta-Sigma-Modulation|Δ∑-Prinzip]]. Die digitale Kommunikation erfolgt über I2C. Wegen dieser Eigenschaften eignet er sich als "Upgrade" für den Analog-Eingang eines Mikroprozessors. Daher sind Breakout-Boards kommerziell erhältlich, die den Anschluss erleichtern. Und es gibt sogar mehrere  Libraries im Arduino-Projekt. 
 +  * digitale Schnittstelle: I2C, Libraries frei verfügbar
 +  * Signal-zu-Rausch-Verhältnis: 45 dB
 +  * Geschwindigkeit: 0.860 kS/s
 +  * maximale Eingangsspannung: 5.5 V
 +  * Gehäuse: VSSOP-10, X2QFN-10
 +  * Beschaffung: Etwa 5 € bei Mouser oder Farnell. Breakout-Board etwa 7 € bei Berrybase
 +  * [[https://wolles-elektronikkiste.de/ads1115|Ausführliches Howto]] von Wolfgang Ewald ("Wolles Kiste")
 +Nachteile:
 +  * langsam
 +  * nur Bauformen mit kleinem Pin-Abstand (0.5 mm)
 +
 +==== ADS1015 ====
 +Der {{ :bauteil:datenblaetter:ads1015.pdf |ADS1015}} hat ähnliche Eigenschaften wie der ADS1115, nur dass er sich auf 12 Bit Auflösung beschränkt und dadurch ein Stück schneller konvertieren kann.
 +  * digitale Schnittstelle: I2C, Libraries frei verfügbar
 +  * Geschwindigkeit: 3.3 kS/s
 +  * maximale Eingangsspannung: 5.5 V
 +  * Gehäuse: VSSOP-10, X2QFN-10
 +  * Beschaffung: Etwa 3 € bei Mouser oder Farnell. Breakout-Board etwa 4 € bei Berrybase
 +Nachteile:
 +  * Begrenzte Auflösung
 +  * nur Bauformen mit kleinem Pin-Abstand (0.5 mm)
 + 
 ===== Digital-Analog-Wandler ===== ===== Digital-Analog-Wandler =====
 ==== TLC7528 ==== ==== TLC7528 ====
Line 73: Line 98:
  
 ==== AD5662 ==== ==== AD5662 ====
-Der [[http://www.analog.com/en/products/digital-to-analog-converters/da-converters/ad5662.html|AD5662]] ({{ :bauteil:datenblaetter:AD5662.pdf |Datenblatt}}) eignet sich mit 16 Bit Auflösung für Anwendungen, deren Ausgang besonders genau gesetzt werden soll.+Der __ BROKEN-LINK:[[http://www.analog.com/en/products/digital-to-analog-converters/da-converters/ad5662.html|AD5662]]LINK-BROKEN__ ({{ :bauteil:datenblaetter:AD5662.pdf |Datenblatt}}) eignet sich mit 16 Bit Auflösung für Anwendungen, deren Ausgang besonders genau gesetzt werden soll.
   * digitale Versorgung: zwischen 2.7 V und 5.5 V   * digitale Versorgung: zwischen 2.7 V und 5.5 V
   * digitaler Eingang: 16 Bit seriell   * digitaler Eingang: 16 Bit seriell
Line 117: Line 142:
  
 ==== Wunscherfüllung ==== ==== Wunscherfüllung ====
-Der Wunsch nach einem symmetrischen analogen Spannungbereich schränkt die Auswahl schon deutlich ein. Zum Beispiel fallen damit alle [[http://www.ti.com/lsds/ti/data-converters/digital-potentiometers/digital-potentiometers-products.page#|Digital-Potentiometer von Texas Instruments]] heraus. Wenn man zusätzlich eine dauerhafte Speicherung in EEPROM wünscht, schränkt sich das [[http://www.microchip.com/ParamChartSearch/chart.aspx?branchID=11026#|Angegot von Microchip]] auf Null ein und von Analog Devices nur {{ :bauteil:datenblaetter:model.pdf |Modelle mit +/-2.75 V}}. Im [[http://www.intersil.com/en/parametricsearch.html#g=data-converters&sg=digital-potentiometers--dcps-&f=dcps&fo=true&cbs[s3][]=0&cbs[s9][]=0&cbs[s9][]=1&cbs[s1][]=0&customize=true&sp=1%2C2%2C3%2C14%2C4%2C5%2C8%2C9&sort=[a4]|Katalog von Intersil]] gibt es einige Modelle, die +/- 5 V, oder sogar mehr erlauben.+Der Wunsch nach einem symmetrischen analogen Spannungbereich schränkt die Auswahl schon deutlich ein. Zum Beispiel fallen damit alle [[http://www.ti.com/lsds/ti/data-converters/digital-potentiometers/digital-potentiometers-products.page#|Digital-Potentiometer von Texas Instruments]] heraus. Wenn man zusätzlich eine dauerhafte Speicherung in EEPROM wünscht, schränkt sich das Angebot von [[https://www.microchip.com/|Microchip]] auf Null ein und von [[https://www.analog.com/en/index.html|Analog Devices]] nur Modelle mit +/-2.75 V. Im Katalog von [[https://www.renesas.com/en|Renesas/Intersil]] gibt es dagegen einige Modelle, die +/- 5 V, oder sogar mehr erlauben. (Alle Angaben mit Stand 2024)
  
-Einige, aber nicht alle dieser Modelle arbeiten dabei intern mit [[wpde>Ladungspumpe|Ladungspumpen]] (charge pump). Das führt zu Störungen auf dem Signal in Höhe von einigen mV bei der Betriebsfrequenz von 850 kHz und harmonischen davon. Dieser Frequenz ist zwar ein gutes Stück oberhalb der Bandbreite des Potentiometers. Im Zusammenhang mit der Messung von schwachen Signalen möchte man dennoch solche Schalttechnik möglichst vermeiden.+Einige, aber nicht alle dieser Modelle arbeiten dabei intern mit [[wpde>Ladungspumpe|Ladungspumpen]] (charge pump). Das führt zu Störungen auf dem Signal in Höhe von einigen mV bei der Betriebsfrequenz von 850 kHz und harmonischen davon. Im Zusammenhang mit der Messung von schwachen Signalen möchte man solche Schaltstörungen möglichst vermeiden.
  
   * {{ :bauteil:datenblaetter:x9c303.pdf |X9C303}} mit 100 logarithmischen Stufen, +/- 5 V, up/down, dauerhafte Speicherung, SO8 / PDIP8 / TSSOP8, 20 mV charge pump noise @850 kHz --- [[https://www.mouser.de/ProductDetail/Renesas-Intersil/X9C303PZ?qs=sGAEpiMZZMuD%2f7PTYBwKqSpQl7USA1PmgDo0fyd14ek%3d|~4.12 € @Mouser]]   * {{ :bauteil:datenblaetter:x9c303.pdf |X9C303}} mit 100 logarithmischen Stufen, +/- 5 V, up/down, dauerhafte Speicherung, SO8 / PDIP8 / TSSOP8, 20 mV charge pump noise @850 kHz --- [[https://www.mouser.de/ProductDetail/Renesas-Intersil/X9C303PZ?qs=sGAEpiMZZMuD%2f7PTYBwKqSpQl7USA1PmgDo0fyd14ek%3d|~4.12 € @Mouser]]
   * {{ :bauteil:datenblaetter:x9314.pdf |X9314}} mit 32 logarithmischen Stufen, +/- 5 V, up/down, dauerhafte Speicherung, SO8 / MSOP8 --- [[http://www.mouser.de/ProductDetail/Intersil/X9314WSZ/?qs=sGAEpiMZZMuD%2f7PTYBwKqSpQl7USA1PmVJWoGvq%252bqOM%3d|~3.40 € @Mouser, RS, Farnell]]   * {{ :bauteil:datenblaetter:x9314.pdf |X9314}} mit 32 logarithmischen Stufen, +/- 5 V, up/down, dauerhafte Speicherung, SO8 / MSOP8 --- [[http://www.mouser.de/ProductDetail/Intersil/X9314WSZ/?qs=sGAEpiMZZMuD%2f7PTYBwKqSpQl7USA1PmVJWoGvq%252bqOM%3d|~3.40 € @Mouser, RS, Farnell]]
   * {{ :bauteil:datenblaetter:x9c102_103_104_503.pdf |X9C102, X9C103, X9C104, X9C503}} mit 100 linearen Stufen, +/- 5 V, up/down, dauerhafte Speicherung, SO8 / PDIP8,  20 mV charge pump noise @850 kHz --- [[http://www.mouser.de/ProductDetail/Intersil/X9C103SZ/?qs=sGAEpiMZZMuD%2f7PTYBwKqSpQl7USA1PmlT0Wu3xugMY%3d|~4.50 € @Mouser, RS, Farnell]]   * {{ :bauteil:datenblaetter:x9c102_103_104_503.pdf |X9C102, X9C103, X9C104, X9C503}} mit 100 linearen Stufen, +/- 5 V, up/down, dauerhafte Speicherung, SO8 / PDIP8,  20 mV charge pump noise @850 kHz --- [[http://www.mouser.de/ProductDetail/Intersil/X9C103SZ/?qs=sGAEpiMZZMuD%2f7PTYBwKqSpQl7USA1PmlT0Wu3xugMY%3d|~4.50 € @Mouser, RS, Farnell]]
-  * {{ :bauteil:datenblaetter:x9313.pdf |X9313}} mit 32 linearen Stufen, +/- 6 V, up/down, dauerhafte Speicherung, SO8 / PDIP8 / MSOP8, 10k (1k) (50k) --- [[http://www.mouser.de/ProductDetail/Intersil/X9313WSZ/?qs=sGAEpiMZZMuD%2f7PTYBwKqSpQl7USA1PmF2iRWCB1KTg%3d|~3.40 € @Mouser, RS, Farnell]] +  * {{ :bauteil:datenblaetter:x9313.pdf |X9313}} mit 32 linearen Stufen, +/- 6 V, up/down, dauerhafte Speicherung, SO8 / PDIP8 / MSOP8, 10k (1k) (50k) ---[[http://www.mouser.de/ProductDetail/Intersil/X9313WSZ/?qs=sGAEpiMZZMuD%2f7PTYBwKqSpQl7USA1PmF2iRWCB1KTg%3d|~3.40 € @Mouser, RS, Farnell]] 
-  * {{ :bauteil:datenblaetter:x9110.pdf |X9110}} mit 1024 linearen Stufen, +/- 10 V, SPI, dauerhafte Speicherung, TSSOP14 ---[[http://www.mouser.de/ProductDetail/Intersil/X9110TV14IZ/?qs=sGAEpiMZZMuD%2f7PTYBwKqSpQl7USA1PmfaiES6XGQz0%3d|~10 € @Mouser]]+  * {{ :bauteil:datenblaetter:x9110.pdf |X9110}} mit 1024 linearen Stufen, +/- 10 V, SPI, dauerhafte Speicherung, TSSOP14 --- schwer beschaffbar 
  
-==== Ohne dauerhafte Speicherung ====+=== Ohne dauerhafte Speicherung ====
 Wenn man auf dauerhafte Speicherung verzichtet, gibt es das eine, oder andere Modell, bei dem mehr als +/- 12 V Spannungshub auf den analogen Signalen erlaubt sind (Stand Frühjahr 2017): Wenn man auf dauerhafte Speicherung verzichtet, gibt es das eine, oder andere Modell, bei dem mehr als +/- 12 V Spannungshub auf den analogen Signalen erlaubt sind (Stand Frühjahr 2017):
   * {{ :bauteil:datenblaetter:AD7376.pdf |AD7376}} --- 128 Stufen, +/- 15 V, SPI, keine dauerhafte Speicherung, SO16, große Temperaturdrift   * {{ :bauteil:datenblaetter:AD7376.pdf |AD7376}} --- 128 Stufen, +/- 15 V, SPI, keine dauerhafte Speicherung, SO16, große Temperaturdrift
Line 136: Line 162:
  
 Ebenfalls ohne dauerhafte Speicherung gibt es von Maxim digitale Potentiometer, die schneller als logarithmisch ansteigen: Ebenfalls ohne dauerhafte Speicherung gibt es von Maxim digitale Potentiometer, die schneller als logarithmisch ansteigen:
-  * {{ :bauteil:datenblaetter:ds1882.pdf |DS1882}} --- dual,32 Stufen, log, +/- 7V, I²C, 45 kΩ, 5 MHz, SO16 / TSSOP16, keine dauerhafte Speicherung, kann auch beschleunigt logarithmisch konfiguriert werden, kann vom Prozessor ausgelesen werden, [[http://www.mouser.de/ProductDetail/Maxim-Integrated/DS1882Z-050+/?qs=sGAEpiMZZMuD%2f7PTYBwKqZgdXwylBeRduOA%252bPI4Vx4U%3d|1.66 € @Mouser]]  +  * {{ :bauteil:datenblaetter:ds1882.pdf |DS1882}} --- dual,32 Stufen, log, +/- 7V, I²C, 45 kΩ, 5 MHz, SO16 / TSSOP16, keine dauerhafte Speicherung, kann auch beschleunigt logarithmisch konfiguriert werden, kann vom Prozessor ausgelesen werden, __ BROKEN-LINK:[[http://www.mouser.de/ProductDetail/Maxim-Integrated/DS1882Z-050+/?qs=sGAEpiMZZMuD%2f7PTYBwKqZgdXwylBeRduOA%252bPI4Vx4U%3d|1.66 € @Mouser]] LINK-BROKEN __  
-  * {{ :bauteil:datenblaetter:ds1808.pdf |DS1808}} --- dual,32 Stufen, beschleunigt logarithmisch, +/- 12 V, I²C, SO16, keine dauerhafte Speicherung, kann vom Prozessor ausgelesen werden, [[http://www.mouser.de/ProductDetail/Maxim-Integrated/DS1808Z-050+/?qs=sGAEpiMZZMuD%2f7PTYBwKqdKWq9wXgVB5XyHZ8EfrQBA%3d|3.26 € @Mouser]]+  * {{ :bauteil:datenblaetter:ds1808.pdf |DS1808}} --- dual,32 Stufen, beschleunigt logarithmisch, +/- 12 V, I²C, SO16, keine dauerhafte Speicherung, kann vom Prozessor ausgelesen werden, __ BROKEN-LINK:[[http://www.mouser.de/ProductDetail/Maxim-Integrated/DS1808Z-050+/?qs=sGAEpiMZZMuD%2f7PTYBwKqdKWq9wXgVB5XyHZ8EfrQBA%3d|3.26 € @Mouser]] LINK-BROKEN __
  
 ==== Tipps zur Anwendung ==== ==== Tipps zur Anwendung ====
Line 144: Line 170:
 {{ :bauteil:datenblaetter:AN-1209.pdf |Hier}} führt Analog-Devices vor, wie man bei der Verstellung der Verstärkung Sprünge und Ausreißer vermeidet. Dazu wird mit der Verstellung gewartet, bis das Signal einen Nulldurchgang macht. {{ :bauteil:datenblaetter:AN-1209.pdf |Hier}} führt Analog-Devices vor, wie man bei der Verstellung der Verstärkung Sprünge und Ausreißer vermeidet. Dazu wird mit der Verstellung gewartet, bis das Signal einen Nulldurchgang macht.
 ===== Zähler ===== ===== Zähler =====
-Zähler mit parallelem Ausgang eignen sich, um Frequenzen zu teilen. Besonders leicht fällt das bei Potenzen von Zwei. Dann fällt die geteilte Frequenz direkt an einem Pin an. Es gibt aber auch Dezimalzähler (74HC163) und Bausteine, die die Teilung durch beliebige ganzzahlige Faktoren erlauben ([[https://www.digikey.at/de/products/base-product/renesas-electronics-america-inc/20/ICS674/619887|ICS674]]). Anders als die 74-Reihe sind das allerdings schon ausgesprochene Exoten mit entsprechenden Preisen und Beschaffungsunsicherheiten.+Zähler mit parallelem Ausgang eignen sich, um Frequenzen zu teilen. Besonders leicht fällt das bei Potenzen von Zwei. Dann fällt die geteilte Frequenz direkt an einem Pin an. Es gibt aber auch Dezimalzähler (74HC163) und Bausteine, die die Teilung durch beliebige ganzzahlige Faktoren erlauben ({{ :bauteil:datenblaetter:ICS674-01.pdf |ICS674}}). Anders als die 74-Reihe sind das allerdings schon ausgesprochene Exoten mit entsprechenden Preisen und Beschaffungsunsicherheiten.
  
 In der Reihe der 74er-Bausteine gibt es Zähler für vier, acht und 12 Bit. Diese Zähler funktionieren bis zu einigen zig MHz. Für höhere Frequenzen, oder speziellere Aufgaben sollte man über programmierbare Logik in Form von FPGAs nachdenken. In der Reihe der 74er-Bausteine gibt es Zähler für vier, acht und 12 Bit. Diese Zähler funktionieren bis zu einigen zig MHz. Für höhere Frequenzen, oder speziellere Aufgaben sollte man über programmierbare Logik in Form von FPGAs nachdenken.