Tool-Tipp

Datenwandler ohne Eva-Board einfach auswählen und testen

| Autor / Redakteur: Christoph Kämmerer * / Kristin Rinortner

(Bild: Sabina Ehnert)

Das Simulationstool Virtual Eval bietet eine einfache Möglichkeit, verschiedene A/D-Wandler unter den gewünschten Rahmenbedingungen schnell und kostengünstig in variierenden Szenarien zu testen.

Die Eigenschaften einer elektronischen Schaltung hängen von den verwendeten Bauteilen ab, die spezifisch für jede Anwendung ausgesucht werden müssen. Eine erste Hilfe bieten dabei Datenblätter, welche die Spezifikationen der jeweiligen Bauteile auflisten.

Für eine detailreichere Charakterisierung der Schaltung, werden Evaluationsboards zu Rate gezogen. Diese ermöglichen das praktische Testen von Bauteilen wie Konvertern, Verstärkern oder Isolatoren. Dennoch besitzen Evaluationsboards einen entscheidenden Nachteil. Sie müssen erst bestellt und mit Messgeräten verbunden werden. Das wird besonders dann komplex, wenn viele verschiedene Boards eingesetzt werden müssen, um die optimale Konfiguration zu finden.

Um dem zu entgehen, hat Analog Devices das Online Tool Virtual Eval entwickelt, welches rein auf Simulationsbasis Datenwandler evaluiert. So werden nicht nur Materialkosten vermieden, es kann auch essentielle Zeit in der Vorauswahl eingespart werden.

Virtual Eval greift auf eine aktuelle und umfassende Datenbank von Datenwandlern von Analog Devices zu. Während zum einen die jeweilige Umgebung des Wandlers genau simuliert werden kann, ist es auch möglich, den Konverter in verschiedenen Szenarien und Grenzfällen zu testen.

Im Folgenden werden die verschiedenen Optionen, aber auch die Bedienweise des Tools am Beispiel des A/D-Wandlers AD7124 erklärt. Der AD7124 ist ein 24-Bit-Sigma-Delta ADC, welcher zusätzlich ein ausgedehntes Repertoire an Diagnosemöglichkeiten besitzt. Diese umfassen beispielsweise die Detektion von Kabelanschlüssen oder Kurzschlüssen.

Bedienung der Software und Optionen

Bild 1: Blockdiagramm des AD7124 im Simulationstool Virtual Eval
Bild 1: Blockdiagramm des AD7124 im Simulationstool Virtual Eval (Bild: Analog Devices)

Zunächst kann man sich über das komplette Blockdiagramm des Wandlers einen Überblick verschaffen (Bild 1). Per Klick lassen sich die Eigenschaften der verschiedenen internen Funktionsblöcke, wie beispielsweise den Eingangverstärker oder die verschiedenen Schalter anpassen, so dass man möglichst nah am gewünschten Schaltungsentwurf simuliert. Die vorhandenen Optionen können entweder unter Einstellungen, links am Bildschirmrand ausgewählt werden, oder per Klick auf das jeweilige Bauteil im Blockdiagramm.

Im Beispiel kann exemplarisch der AD7124 eingestellt werden. So ist es möglich, die Durchsatzrate oder das Timing zu verändern. Genauso können die Filter in SINC 4+1 oder SINC4, der interne Takt und die Spannungsreferenz variiert werden.

Bild 2: Wellenform und Histogramm des Eingangssignals
Bild 2: Wellenform und Histogramm des Eingangssignals (Bild: Analog Devices)

Sobald die gewünschten Einstellungen vorgenommen wurden, können die entsprechenden Parameter visualisiert werden. Um die Eigenschaften des Datenwandlers abzulesen, gibt es verschiedene Optionen. Erstens kann man die Eingangswellenform einsehen (Bild 2a). Während das für langsame Konverter sinnvoll ist, kann man stattdessen für schnelle Konverter die Fast Fourier Transformation (FFT) des Eingangssignals berechnen.

In Zahlen gefasst, lässt sich das Eingangssignal in einem Histogramm darstellen, woraus nicht nur statistische Werte, sondern auch die Genauigkeit des Konverters abgelesen werden kann (Bild 2b).

Inhalt des Artikels:

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  • Seite 2: Frequenzverlauf
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