Baugruppe AD10x1

Die Baugruppe AD 10x1 ist ein Analog-Digital-Wandler mit dem ein analoges Signal in einen digitalen Wert umgewandelt werden kann. Die Auflösung des Wandlers ZN432 der Firma Ferranti beträgt 10 bit, der Chip enthält eine präzise Spannungsreferenz für 2,5 Volt. Über Widerstände können verschiedene Spannungsbereiche (auch für negative Spannungen) eingestellt werden.

Baugruppe AD 10x1 Bestückungsseite

Der Start der Wandlung muss explizit über einen Schreibzugriff auf die Adresse 0xFC gestartet werden. Durch den Start der Wandlung wird das analoge Signal in einer Sample&Hold Schaltung zwischengespeichert damit diese sich während der Wandlung nicht ändert. Gleichzeitig wird ein Taktsignal angelegt welches innerhalb von 11 Takten für die Digitalisierung des Spannungswertes sorgt. Über Bit 7 von 0xFD abgefragt werden ob eine Wandlung aktiv ist oder eine neue Wandlung gestartet werden kann.

Nach Abschluss der Wandlung kann der gewandelte Wert über die Adressen 0xFC (Bits 1 und 2) und 0xFD (Bits 3 bis 10) ausgelesen werden. Bedingt durch die Dimensionierung des Taktgenerators können etwa 8000 Wandlungen pro Sekunde ausgeführt werden. Im Datenblatt ist eine maximale Taktfrequenz von 550 kHz angegeben, demnach dürften bei optimaler Dimensionierung bis zu 45000 Wandlungen pro Sekunde erreichbar sein.

Einsatzgebiete

Messung von Wechselspannungen
Genaue Messungen langsam veränderlicher Werte

Verbesserungsmöglichkeiten

Neudimensionierung des Taktgenerators um eine schnellere Wandlung zu erreichen. Unter Beibehaltung der Schaltung muss die beste Kombination von R6 (330 Ohm) und C19 (4,7 nF) muss sicher experimentell ermittelt werden.

Beschaffungsprobleme

Der Wandler ZN432 von Ferranti wird schon seit langer Zeit nicht mehr hergestellt. Manchmal tauchen solche Chips bei eBay auf und müssen dort teuer bezahlt werden. Anfang 2017 hatte ich einen Preis von mindestens 40 € recherchiert.

Auch der Vergleiche AM25LS2521 ist praktisch nicht mehr zu beschaffen. Mit Änderungen des Schaltplans und natürlich auch an der Platine könnte dieser Baustein zum Beispiel durch den 74LS688 ersetzt werden.

Bauanleitung

AD 10x1 42 Seiten 8,9 MByte	Aus dem Inhalt Einführung, Technische Daten, Prinzipbeschreibung, Aufbauanleitung, Testanleitung, Fehlersuchanleitung, Schaltungsbeschreibung, Anwendungsbeispiele, Diverses, Unterlagen zu den verwendeten ICs, Literatur, Schaltplan, Bestückungsplan, Layout, Programme
AD 10x1 43 Seiten 7,1 MByte	Aus dem Inhalt Einführung, Technische Daten, Prinzipbeschreibung, Aufbauanleitung, Testanleitung, Fehlersuchanleitung, Schaltungsbeschreibung, Anwendungsbeispiele, Diverses, Unterlagen zu den verwendeten ICs, Literatur, Schaltplan, Bestückungsplan, Schaltplan, Layout, Programme

Datenblätter

ZN 432 9 Seiten 200 kByte	10 bit successive approximation monolithic A-D converter. Der Baustein kann heute nur noch schlecht beschafft werden. In 2017 habe ich Preise von ca. 40 € bei eBay gesehen.
AM 25LS2521 5 Seiten 230 kByte	8 Bit Vergleicher Der Baustein kann heute nur noch schlecht beschafft werden.