Casos de uso para un ADC externo

Question

La mayoría de los Microcontroladores (uC) tiene un Convertidor Analógico a Digital (ADC) como parte de su conjunto periférico, que es fenomenal, ya que este se integra de dos componentes en un único paquete. Estos ADCs son generalmente de registro asignado, lo que permite que los datos se extraen de forma rápida y sencilla.

A pesar de esta estrecha integración, usted todavía puede comprar externa de los Adc. Puedo ver varios casos de estos:

• El ADC debe ser aislado de la uC.
• La profundidad de bits del ADC muestras debe ser mayor que el de la uC en el ADC.
• El voltaje de sentido está lejos de ser el microcontrolador y el largo de líneas analógicas no son aceptables.
• El voltaje de sentido en un entorno hostil que no son adecuados para la uC.
• El ADC externo muestras mucho más rápido que el de la uC en el ADC.
• El voltaje de referencia para algunos de la muestra es diferente a la de otros, que requieren de múltiples Vref pines (y por lo tanto externos múltiples ADCs).
• La corriente de la uC no tiene suficiente ADC canales y el costo de poner una nueva uC es prohibitivo.
• El ADC externo consumen menos energía que los de la uC ADC (necesitaría un ejemplo para creerlo).
• El ADC canales deben ser muestreados simultáneamente (escenario rara).
• El costo de la programación del firmware en el tiempo de fabricación es mayor que el coste de la más cara ADC parte (poco probable).
• El PCB tiene restricción de espacio y no de la uC puede caber (poco probable).

Esto es todo bien y bueno, pero lo que me parece extraño es que la externa ADCs son generalmente un poco más caro que sus uC contrapartes, sin embargo, proporcionan una funcionalidad equivalente. Por ejemplo, usted puede comprar un EFM32Z parte con un 12 bits 1Msps ADC (con referencia interna) para hablar $1, or you could purchase an equivalent 12bit 200ksps ADC for about $3.50 (mismas velocidades(ish), relativamente mismo poder de los números, etc) y realizar la misma tarea (extracción de ADC de datos).

La pregunta entonces es: ¿hay razones convincentes un ingeniero estaría a favor de un ADC externo a través de una uC ADC, cuando este se puede realizar la misma funcionalidad?

Answer 1

Si el ADC interno de su microcontrolador realiza el trabajo que usted necesita para entonces no, no hay ninguna necesidad de Adc externo. Pero entonces, que no es que están dirigidos.

Usted ha cubierto la mayoría de las razones para un ADC externo, pero hay unos cuantos más, y en mi opinión, son algunas de las razones más importantes:

1. Usted necesita un muestreo diferente de la tecnología - por ejemplo, el interior de ADC es el SAR, pero lo que usted necesita hacer Delta Sigma.
2. El interior de la ADC, porque es interna, y comparte el mismo morir como el principal MCU, nunca será 100% libre de el ruido del resto de la MCU, por lo que una externa sería posible hacer de ultra bajo ruido
3. Su microcontrolador / SoC / FPGA de elección no tiene ADC. Los dos últimos son los más probable es que - más común de SoCs y FPGAs no tienen ningún ADC. Sí, usted puede conseguir que lo hacen, pero muchos no. Para agregar una externa.

Para el punto 3, tomar la Raspberry Pi, por ejemplo. Que no tiene ADC disponible en todos, usted tiene que agregar una externa para hacer analógico de trabajo.

Answer 2

Otro par de razones a favor de un ADC externo:

1. Muchos externo ADC partes incluyen entradas diferenciales, mientras que los microcontroladores' incorporada en los convertidores de frecuencia no. En los casos donde las entradas tienen un montón de ruido de modo común, que puede ser muy importante.

2. Muchos externo ADC partes incluyen un amplificador de la etapa antes de que el convertidor en sí, lo que permite que el convertidor de medida de alta impedancia de la señal directamente. En muchos de los microcontroladores, la ley de muestreo de una señal de entrada puede perturbar. Dependiendo de la naturaleza de la señal de entrada, esto puede aumentar considerablemente el tiempo de adquisición es necesario hacer mediciones precisas.

3. Incluso si un interno de la ADC es de doce bits de ancho, que en general no significa que toma lecturas precisas a una parte en 4096. Un típico externo ADC suelen tener mejores especificaciones que en una interna que, incluso cuando ambas tienen el mismo anuncian la profundidad de bits.

La integración de un ADC en un microcontrolador es fácil. La integración de un buen ADC es mucho más difícil. Supongo que es el más común.

Answer 3

Otra razón para que algunos externo ADCs que existen : ellos han estado alrededor del bastante mucho más tiempo que los micros internos Adc, y diseñado en muchos productos. Posiblemente 20 o 30 años más. (Probablemente no es el caso para la SOIC parte vinculada, aunque puede ser un modernizado morir-encogido variación de un clásico)

Donde el ADC no tiene estelar de la resolución, velocidad y precisión, sin embargo, los comandos de un precio premium, esta puede ser la razón.

Incluso para los nuevos diseños, puede ser preferible que el re-uso de bloques que funcionan bien, en lugar de re-ingeniero en torno a una nueva parte (incluso si el resultado de la integración reduce el coste de lista de materiales). Que la reingeniería puede ser costoso; la prueba y aprobaciones reguladoras del proceso, más aún.

Ahora, si estás empezando desde cero, y seleccionado el microcontrolador tiene suficiente ADC canales que cumplan sus requisitos, ninguno de los de arriba se aplica.