Filter (Wandlungszeiten)

Die Klemmen EL331x sind mit folgenden digitalen Filtern ausgestattet, vgl. den Datenfluss in Kapitel Datenverarbeitung

Filter 1: im ADC, „ADC-Filter“

in allen EL331x
Einstellung im CoE 0x80n0:15
je höher die Filterfrequenz, desto schneller ist die Wandlungszeit.
haben immer Notchfilter/Kerbfilter-Verhalten (Mittelwertfilter)
die Filterfrequenzen werden für alle Kanäle der Klemmen EL331x zentral über den Index 0x8000:15 (Kanal 1) eingestellt. Die entsprechenden höherkanaligen Indizes 0x8010:15, 0x8020:15, 0x8030:15 etc. der EL3312/EL3314/EL3318 haben keine Funktion
„Enable Filter“ in CoE 0x80n0:06 hat keine Funktion, der ADC-Filter ist immer aktiv

Filter 2: in Firmware, „MC Filter (Software-Filter im Mikrocontroller (MC)“

Nur bei EL3314-0002, EL3314-0092, EL3314-0010/0020/0030
Einstellung im CoE 0x80n0:1A: inactiv/IIR/FIR

Filterverhalten

Beispiel IIR Tiefpass 100 Hz:

Filter (Wandlungszeiten) 1: — Beispiel IIR Tiefpass 100Hz

Die Notchfilter/Kerbfilter dämpfen die benannte Frequenz und Vielfache davon, hier am Beispiel 50 Hz FIR,
Typischer Frequenzganz eines Notch-Filters, eingestellt auf 50 Hz:

Filter (Wandlungszeiten) 2: — Beispiel Notchfilter/Kerbfilter

Wandlungszeit/Update-Rate aus Filter 1 (ADC Filter)

Die Wandlungszeit steht in folgender Abhängigkeit:
Aktive Kanäle * Anzahl Messungen * Periode Filter + Rechenzeit = Wandlungszeit

Beispiel: EL3311 (1 Kanal), 3 Messungen (Thermoelement, Drahtbruch, Vergleichstelle), Filter 50 Hz

1 Kanal * 3 Messungen * (1/50 Hz) + 3 ms ≈ 63 ms

Beispiel: EL3314 (2 Kanäle), 3 Messungen (Thermoelement, Drahtbruch, Vergleichstelle), Filter 50 Hz

2 Kanäle * 3 Messungen * (1/50 Hz) + 6 ms ≈ 126 ms

Beispiel: EL3314 (4 Kanäle), 3 Messungen (Thermoelement, Drahtbruch, Vergleichstelle), Filter 50 Hz

4 Kanäle * 3 Messungen * (1/50 Hz) + 12 ms ≈ 252 ms

Typische Wandlungszeiten mit 3 Messungen (Thermoelement, Drahtbruch, Vergleichstelle)

Wandlungszeiten in Abhängigkeit der Filterfrequenzen:

	Wandlungszeit (Updatezeit)
Filterfrequenz	EL3311	EL3312	EL3314	EL3314-0010 EL3314-0020 EL3314-0030	EL3318
5 Hz	0,6 s	1,2 s	2,4 s	1,6 s	3,5 s
10 Hz	0,3 s	0,6 s	1,2 s	800 ms	1,75 s
50 Hz	63 ms	126 ms	250 ms	165 ms	380 ms
60 Hz	53 ms	106 ms	210 ms	145 ms	320 ms
100 Hz	33 ms	66 ms	130 ms	86 ms	200 ms
500 Hz	9 ms	18 ms	33 ms	26 ms	70 ms
1000 Hz	6 ms	12 ms	24 ms	18 ms	50 ms
2000 Hz	5 ms	10 ms	20 ms (14 ab FW10)	14 ms	40 ms
3750 Hz	4 ms	8 ms	19 ms (12 ab FW10)	12 ms	35 ms
7500 Hz	4 ms	7 ms	19 ms (10 ab FW10)	12 ms	30 ms
15000 Hz	3 ms	7 ms	19 ms (9 ab FW10)	12 ms	30 ms
30000 Hz	3 ms	7 ms	19 ms (8 ab FW10)	12 ms	30 ms
mV-Bereich	3 ms	6 ms	12 ms	12 ms	25 ms

Wandlungszeiten in Abhängigkeit der Filterfrequenzen, EL3314-0002 (ab FW02), EL3314-0092:

Filterfrequenz	EL3314-0002, EL3314-0092
50/60 Hz	114 ms
2,5 Hz	2400 ms
5 Hz	1200 ms
10 Hz	600 ms
16,6 Hz	360 ms
20 Hz	300 ms
50 Hz	122 ms
60 Hz	102 ms
100 Hz	62 ms
200 Hz	31 ms
400 Hz	17 ms
800 Hz	10 ms
1000 Hz	8 ms
2000 Hz	5 ms
4000 Hz	4 ms
mV-Bereich	4 ms

Wandlungszeit aus Filter 2 (MC Filter)

Sofern vorhanden, kann der MC-Filter den Temperaturwert weiter dämpfen. Die finale Wandlungsrate ergibt sich aus der im ADC eingestellten Wandlungszeit (Tabelle im vorigen Abschnitt) und der MC-Einstellung nach

F_{Filterfrequenz final} [Hz] = 1 / (k * t_{Wandlungszeit ADC})

mit k als Maß für den Signalanstieg bis auf 70 % (-3 dB) nach

Filterbezeichnung	k	Verhalten
FIR4	3	Notchfilter/Kerbfilter-Verhalten
FIR8	6
FIR16	12
FIR32	23
IIR0	2	Tiefpassverhalten
IIR1	5
IIR2	10
IIR3	19

Beispiel: bei der EL3314-0010 mit ADC-Filter 50 Hz (somit lt. o. a. Tabelle 166 ms) und FIR16 ergibt sich F_{Filterfrequenz final} = 1 / (12 * 166 ms) = 0,5 Hz.