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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Rauschen bei ADC2-ADC2 Offset Messung


Autor: Matthias (Gast)
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Ich will den Strom einer Schaltung mit dem eingebauten ADC des Atmega64 
messen. Da die Spannung sehr gering ist muss ich die interne 200 fache 
Verstärkung nutzen.
Schaltung:
ADC3:GND
ADC2:0,1 Ohm Shunt an GND
AVCC über 10µH an VCC

So habe ich einen Wertebereich von 0..125mA. Mit einer Auflösung von 
7Bit wäre ich voll zufrieden. Doch irgendwie geht das nicht so wie ich 
will. Die letzten 5Bit machen was sie wollen. Selbst die Offsetmessung 
ADC2-ADC2 wackelt wie wild. Habt ihr eine Idee?
(Während der Messung schläft mein Atmega)

Autor: Andreas K. (derandi)
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Spannung des Shunts am besten direkt am Shunt per Messverstärker-IC auf 
solide 0-5V verstärken? 12,5 mV bei Vollausschlag lassen nicht viel 
Störabstand übrig.

Autor: Matthias (Gast)
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Ja OK das Rauschen meines Messobjektes ist das eine, aber wenn ich 
ADC2-ADC2 messe, dann müssten doch Werte ziemlich nahe bei Null 
rauskommen. Und diese sollten nicht in den letzten 5 Bits wackeln. Denn 
was für einen Offset soch ich dann in meiner Software abziehen?

Autor: Andreas K. (derandi)
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Bei der 200-fachen Verstärkung wird das Rauschen ja auch verstärkt, und 
das stammt wohl fast komplett aus dem µController und der Zuleitung 
dahin.
Deswegen wackeln auch die letzten 5 Bits anstatt nur die letzten 0,75.

Darum, nicht intern verstärken, ich hätte da mehr vertrauen zu externen 
Messverstärkern.

Autor: Peter Bandhauer (basejump)
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@ Matthias
Ist dein Strom immer gleich groß, also kontinuierlich?

Auflösung bei 10 Bit:
5V / 1024 = 0.0048828125 V = 4.88mV
(selbst wenn du differentiell misst)

Ushunt-max = 0.1 * 0.125 = 0.0125 V = 12.5mV

Das heißt wenn deine Referenz bei 5V liegt und dein µC so kleine 
Spannungen nicht mehr auflösen kann. Also das kann nicht sehr genau 
werden.

So ein kleiner Opamp ist leicht aufgebaut.

Schau mal hier:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210151.htm

Autor: Andreas K. (derandi)
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Ich würd trotzdem eher Instrumentenverstärker nehmen, die haben nen 
Differenzeingang, geringstmögliche Linearitätsfehler und prima 
Gleichtaktunterdrückung. Gibts auch fix-und-fertig abgeglichen im 
IC-Gehäuse.

Autor: Matthias (Gast)
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So, ich habe es jetzt hinbekommen.
Die 200 fache Verstärkung hat bei einem Strom von <5mA (also 0,5µV über 
GND) nur Mist angezeigt. Ich habe jetzt einfach einen parallelen 
Widerstand in meine Schaltung eingelötet, so das immer ein Strom von 
10mA fließt. Diesen Offset-Strom kann ich in meiner Software ja leicht 
wieder abziehen.
Ich kann den Strom jetzt auf weniger als 2mA genau messen (Mit einem 
Mittelwert aus 16 Messungen).

Autor: Anon Ymous (avion23)
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Und wie hast du das Gezappel bei der Offsetmessung (ADC2-ADC2) 
wegbekommen?

Autor: Matthias (Gast)
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Das war automatisch weg als das potential an ADC2 größer als 0,5µV war.

Autor: Andreas K. (derandi)
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Das muss ich mir merken...

Autor: Anon Ymous (avion23)
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Danke :)

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