¿Qué es la impedancia de entrada de un típico ADC del MCU? En este caso estoy trabajando con un PIC24FJ64GA004. No necesito muestreo de alta velocidad - un máximo de 100 muestras por segundo.
Deseo conectar un divisor resistivo con un resistor de k 100 y una resistencia de 10 k, por lo que la impedancia debe ser superior a 1M o de lo contrario la impedancia empieza sesgar las lecturas.
Entradas ADC del MCU pueden experimentar impedancia de entrada variable dependiendo de si la tapa de muestreo y retención está conectada al pin o no. Puede ser vale la pena utilizar un amplificador operacional para amortiguar la señal. El amp op tendría el beneficio añadido de lo que le permite filtrar las frecuencias Nyquist, que es también una buena práctica.
Para determinar sus resistencias caída de voltaje de la puerta que usted necesita para utilizar la corriente de fuga de la hoja de datos. Microchip especifica una Entrada "Corriente de Fuga" en sus hojas de datos. La hoja de datos que he buscado especifica una entrada de corriente de fuga de 1uA. Esto podría causar un .1V o 100mV, que es sólo el doble de lo que robert calculado, probablemente no es un problema en su señal.
Ahora recuerde, si usted está dividiendo un 30V señal para 30/11(2.7 v) voltios completo de lectura, a continuación, el 100mV se agrega a esto, que causan hasta el 3% de error en su 30V de la señal.
Si usted necesita una resolución de 1V, se divide por 11 y, a continuación, agregue el 100mV. Este 100mV podría ser mayor que el de 1V de la señal.
Robert es correcta, habrá una capacitancia, pero esto realmente especifica una cantidad de tiempo que se necesita para que el ADC de medición. Esto también, junto con su resistencia de entrada que usted eligió, crea un filtro de paso bajo, si la vajilla de querer medir señales con una frecuencia mayor, no va a ser capaz de capturar.
La forma más fácil es reducir su resistencia en el divisor, o amortiguar su señal. Cuando el búfer de la señal que va a reemplazar las Fotos de corriente de fuga con su op-amps de corriente de fuga que puede llegar a ser muy baja.
Este 1uA es el peor de los casos, a menos que te cuesta una gran cantidad de cambios menores en el diseño, fab su diseño y prueba de lo malo que es para usted.
Por favor, hágamelo saber si hay algo que pueda hacer para que esto sea más fácil de leer.
Un punto no mencionado aún se cambia la capacitancia en la entrada. Muchos Adc va a conectar un condensador a la entrada mientras se realiza una medición y, a continuación, desconecte tiempo después. El estado inicial de esta tapa puede ser la última medición de voltaje, VSS, o algo incoherente. Para la medición precisa, es necesario que la entrada no se movió cuando la capacitancia está conectado, o que de rebote y recuperarse antes de que el capacitor se desconecta; en la práctica, esto significa que la capacitancia en la entrada debe estar por encima de un cierto valor, o bien que el tiempo RC formado por la capacitancia de entrada y la impedancia de la fuente debe estar por debajo de un cierto valor.
Supongamos, por ejemplo, que la conmutación de entrada de la capacitancia es 10pF, y el tiempo de adquisición es 10uS. Si la impedancia de entrada es de 100K, que no hay ninguna entrada de la capacitancia de otros de la capacitancia de la ADC, y la diferencia entre la partida cap de voltaje y el voltaje que se mide es R, la constante de tiempo RC será 1us dimensiones (10pF * 100 KB), por lo que el tiempo de adquisición será de 10 constantes de tiempo RC, y el error será de R/exp(10) (R/22,000). Si R puede ser la escala de voltaje, entonces el error va a ser un problema para los 16 bits de las mediciones, pero no para los de 12 bits mediciones.
Supongamos que hay 10pF de capacitancia en la junta, además del 10pF de conmutación de capacitancia. En ese caso, el error inicial sería cortado por la mitad, pero la constante de tiempo RC se duplicó. En consecuencia, el error sería de R/2/exp(5) (R/300). Apenas lo suficientemente bueno para la 8 bits de medición.
Aumentar la capacitancia de un poco más y las cosas se ponen aún peor. Empuje la capacitancia a 90pF y el error sería R/10/exp(1) (R/27). Por otro lado, si la tapa se vuelve mucho más grande que eso, el error se va a volver a bajar. Con una capacidad de 1000pF, el error sería de alrededor de R/110; a 10.000 pF (0.01 uF), que sería de alrededor de R/1000. En el 0,1 uF, sería de alrededor de R/10.000, y en 1 uf, sería de alrededor de R/100,000.
Echa un vistazo a la hoja de datosen la Página 198. Hay 6-11pF en el perno y 4.4pF en la tapa de retención.
Además de los puntos buenos que supercat ha planteado en su post, no es una sutileza para nota cuando se utiliza un sin divisor de tensión con un condensador externo.
La transferencia de carga que ocurre cada vez que se ejecute a través de una secuencia de ADC lecturas, cuando se multiplica por una secuencia de la velocidad de repetición, se convierte en una corriente. La DC valor promedio de esta corriente es Csamp * deltaV * f, donde Csamp es la toma de muestras de capacitancia (no el externo de la capacitancia!), deltaV es el voltaje entre los sucesivos canales de entrada, y f es la secuencia de repetición de frecuencia (frecuencia con que el ciclo a través de la 1 de la secuencia completa de las muestras).
Cuando usted tiene un externo de condensadores para reducir la carga de los efectos de la transferencia y evitar un largo tiempo de muestreo, se tiene el efecto negativo de la baja-pase filtrado de esta entrada de corriente necesaria para cargar el condensador de muestreo, el cual aparece como una entrada de voltaje-dependiente de la corriente de fuga que provoca un desplazamiento de voltaje a través de su impedancia de la fuente.
Sólo para algunos números de muestra: el divisor de voltaje (100K || 10K) es de unos 9K, y si deltaV entre canales = 3V, Csamp = 10pF, y f = 10kHz, esto provocará un error en el voltaje de 2.7 mV, o un poco menos de 0.1% de deltaV. No mucho, pero lo suficiente para ser consciente de. Usted debe no ser el uso de un 1M || 100K de un divisor de tensión con 10 khz de la secuencia de la velocidad de repetición -- por supuesto, esto es bastante rápido, y para más lenta la velocidad de repetición, usted no necesita preocuparse tanto.
He escrito sobre este y otros ADC de conducción temas en un post en mi blog.
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