Hrg. Jürgen Josef,
"Charakterisierung eines 24-bit Kapazitäts-Digital-Umsetzers (AD7746)"
, 7-2012
Original Titel:
Charakterisierung eines 24-bit Kapazitäts-Digital-Umsetzers (AD7746)
Sprache des Titels:
Deutsch
Original Kurzfassung:
Charakterisierung eines 24-bit Kapazitäts-Digital-Umsetzers (AD7746)
Die Arbeit beschäftigte sich mit Möglichkeiten zur Detektion von Schneidradien von Messerbändern während des Produktionsprozesses. Bei der Auswahl der Auswertmethode spielte neben der hohen Bandgeschwindigkeit auch der hohe Verschmutzungsgrad eine große Rolle, wodurch z.B. optische Methoden ausgeschlossen sind.
Somit fiel das Hauptaugenmerk auf eine kapazitive Methode, bei der die Anforderungen der Anwendung die maßgeblichen Faktoren sind. Im Speziellen sind die kleinen Kapazitäten im Bereich von femto-bis-atto-Farad die Herausforderung. Da zum Entwurf von hochpräzisen Kapazitätmessschaltungen noch keine Erfahrung am Institut vorhanden war und für eine Neuentwicklung zu wenig Zeit zur Verfügung stand, wurde eine fertige Lösung in Form einer integrierten Schaltung gesucht.
Die Wahl fiel auf den 24-bit Kapazitäts-Digital-Umsetzer AD7746 der Firma ANALOG DEVICES, welcher die hohen Anfordungen an Auflösung und Genauigkeit erfüllt und gleichzeitig eine relativ hohe Messrate im Vergleich zu ähnlichen Bauteilen besitzt. Weiters spielte der Preis und die Verfügbarkeit eines Evaluation Boardes eine Rolle. Die vergleichsweise geringe Messrate des Chips ist für die Messungen im Labor vollkommen ausreichend, es sollte zunächst nur die Machbarkeit anhand eines Prototyps gezeigt werden.
Zweck dieser Projektseminararbeit war es, die Eigenschaften des Chips zu überprüfen und die tatsächliche Auflösung und Genaugigkeit zu ermitteln. Weiters wurde das dynamisches Verhalten und der Einfluss anderer Faktoren, wie z.B. die Temperatur, untersucht. Beim Entwurf der Peripherie und Benutzeroberfläche wurde besonders auf Bedienfreundlichkeit, Plattformunabhängigkeit sowie auf eine einfache Adaptierbarkeit auf andere Projekte geachtet.
Sprache der Kurzfassung:
Deutsch
Englischer Titel:
Characterisation of a 24-bit capacitance-to-digital converter (AD7746)
Englische Kurzfassung:
This thesis is concerned with possibilities to measure the cutting radiuses of knife bands during the production process. The major factors, which restrained the number of the detection methods, was the fast band velocity and the high degree of pollution. Due to this fact optical methods, for example, were excluded.
Therefore the main focus was put on the capacitive methode where the requirements of the application form the challange (especially capacities in the range of femto-to-atto farad). At this time nobody at the institute had experience to design high precision capacitance measurement circuits and there was not enough time to develop a new one. So the decision was made to use an already existing solution - an SoC.
The AD7746, a 24-bit capacitance-to-digital converter from the company ANALOG DEVICES. This device meets the demands on resolution and accuracy. Furthermore a relatively fast update rate may be accomplished as compared to similar products. Additionally the price and the availability of an evaluation board were considered. The relatively slow update rate of the chip was still sufficient for the measurements in the laboratory, since in the first place only the feasibility on the basis of a prototyp had to be shown.
Target of this project was to test the performance of the chip and determine the actual resolution and accuracy of the device. Furthermore dynamic characteristics and the influence of factors like temperature were observed. Special attention has been paid to user-friendliness, platform independence and easy adaption to other projects during the development of ther peripheral modules and the design of the user interface.