Búsqueda de la impedancia de fuente máxima para el convertidor A/D (SAM3X8E ARM Cortex-M3)

Question

Me gustaría saber cuál es la impedancia de fuente máxima recomendada para el convertidor A/D en el microcontrolador Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3.

Intenté seguir el ejemplo de esta excelente respuesta que también explicaba la impedancia de fuente máxima recomendada para la MCU Atmel AVR 328P (siendo < 10k). Incluso hay citas de la hoja de datos en el tema vinculado, dando esta respuesta específicamente. Por lo tanto, también he comprobado la Ficha técnica de Atmel SAM3X esperando encontrar esta información. Pero no he tenido suerte en encontrar la respuesta a partir de la página 1317, que trata del ADC.

Debo añadir que tengo la intención de utilizar la capacidad de resolución de 12 bits del ADC.

¿Cómo debo buscar esta información y dónde encontrarla?

Answer 1

Hay gráficos en las páginas 1408 y 1409 de esa hoja de datos que indican las impedancias máximas de la fuente del ADC frente a las frecuencias del ADC.

Según ese gráfico, la impedancia de fuente aceptable en el "peor de los casos" es de 353Kohm para una resolución de 10 bits a una frecuencia de 1MHz.

Answer 2

Con muchos ADC, la impedancia máxima de la fuente está dominada en última instancia por corriente de fuga de la clavija en particular los integrados en microcontroladores cuando se multiplexan con funciones digitales de E/S. Esto se debe a varias causas, pero siempre existe.

Dispositivos de redistribución de cargas son un poco más complejas.

Esto no tiene nada que ver con el tiempo necesario para cargar el condensador de muestreo (que determina la resistencia máxima de la fuente frente a la frecuencia de muestreo)

En la página 1380 de la hoja de datos encontramos que los pines alimentados por Vdd tienen una fuga de entrada baja en el peor de los casos de 30nA cuando el pin está a 0V; como esta es la mayor de las corrientes de fuga, usaré este valor para calcular la impedancia de fuente máxima.

Para evitar un error superior al 1%, debemos conducir el pin con al menos 100 veces la fuga (3 microamperios), por lo que en el rango medio (1,65 V si está convirtiendo a través de 3,3 V) obtenemos 550 kohmios, que se alinea bien con la impedancia máxima de frecuencia de muestreo frente a la fuente de la respuesta anterior.

Si quisiera un error del 0,1% o menos, mantendría la impedancia de la fuente por debajo de 50k. Tenga en cuenta que es común conducir un ADC con una fuente de muy baja impedancia con un dispositivo diseñado para la tarea para garantizar que las fugas de entrada no sean un problema.

Se trata de una estimación, por supuesto, pero parece razonablemente exacta.

Answer 3

Según tu primera referencia, Cs/h se carga a través de una resistencia de 1..100k

Lo que necesitas es que la impedancia de salida de tu circuito de conducción sea capaz de conducir la entrada del ADC lo suficientemente rápido como para que la lectura no esté sesgada por la lenta carga de la tapa sensora.

Así que lo que buscas es una impedancia de salida de tu circuito de accionamiento << 1Kohm (para casos de muestreo rápido) o << 100k (para casos de muestreo lento).

En la práctica me gusta que esto sea lo más pequeño posible y conducir casi todo lo que es una señal variable en el tiempo utilizando un OPAMP en la entrada del ADC.

Las líneas eléctricas y otras entradas de variación lenta o baja impedancia las limitaría a < 1/3 de la resistencia de entrada esperada impuesta por el tiempo de muestreo.

En muchos casos, muestreo el mismo pin dos veces y descarto la primera lectura, que está sesgada por la entrada en el penúltimo ajuste del multiplexor.