Prozess- und Steuerungsgrößen erfassen
Feldtransmitter für mehrere Sensoren
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
DC-Analyse des SD24-Moduls
Die in Bild 4 und der Tabelle gezeigten DC-Analysedaten wurden mit der gängigen Methode erfasst, für die der differenzielle Eingang des SD24-Moduls kurzgeschlossen wird, um die Standardabweichung einer großen Datenmenge zu ermitteln. Im Einzelnen wurde ein Codebeispiel geschrieben, das 256 24-bit-Werte in einen RAM-Block schreibt, der anschließend mithilfe der Code-Composer-Studio-IDE von TI in eine Textdatei heruntergeladen wurde. Zum Berechnen des ENOB-Werts für die AC-Daten wurde eine einfache Formel unter Verwendung des SINAD-Werts herangezogen:
ENOB = (SINAD – 1,76 dB) / 6,02 dB.
Für die DC-Daten wird die Standardabweichung der Daten verwendet, aus denen wiederum der ENOB-Wert mithilfe der Formel ENOB = N – log2(σ) errechnet werden kann. In dieser Formel steht N für die Anzahl der Bit, die der Wandler unterstützt, bei σ handelt es sich um die Standardabweichung der Daten. Die MCUs der MSP430i20xx-Familie mit ihren bis zu vier 24-bit-Sigma-Delta-ADCs eignen sich ideal für hochpräzise industrielle Sensoranwendungen. Die geringe Leistungsaufnahme der einzelnen ADC-Kanäle erlaubt die gleichzeitige Abtastung mehrere hochpräziser Sensorausgänge ohne Überschreitung des Strombudgets, das von in der Industrie gängigen über Stromschleife gespeisten Anwendungen vorgegeben wird. Auch für eine Vielzahl batteriebetriebener Multi-Sensorapplikationen sind die Bausteine geeignet.
Über die Autoren:
Rafael A. Mena, Tyler Witt und Prajakta Desai sind Systems Architect, Applications Engineer und Product Marketing Engineer bei Texas Instruments.
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| A/D-Wandler |
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Die Embedded Mikrocontroller der Serie MSP430i20xx sind die jüngsten von Texas Instruments. Enthalten sind bis zu vier integrierte 24-bit-Sigma-Delta-A/D-Wandler, die Leistungsaufnahme pro Kanal ist mit 200 µA besonders niedrig. Das Ausgangssignal eines Sensors lässt sich mit einem PGA (Programmable Gain Amplifier) direkt erfassen, wenn dieser dem 24-bit-A/D-Wandler vorgeschaltet wird. Der PGA wirkt als hochohmiger Puffer entweder mit der Verstärkung 1 oder mit einem per Software eingestellten Verstärkungsfaktor von bis zu 16. In den im industriellen Bereich üblichen Stromschleifen-gespeisten Anwendungen ermöglichen mehrkanalige A/D-Wandler die gleichzeitige Überwachung mehrerer Sensoren, ohne dass das von der Stromschleife vorgegebene Strombudget überschritten wird. In mehrkanaligen Sensoranwendungen für Batteriebetrieb ist außerdem eine lange Betriebsdauer gesichert. Die MCU-Familie MSP430i20xx ist für den Betrieb bis 105 °C Lufttemperatur spezifiziert. |
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