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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Spannungstabilisierung mit Z-Diode für Vref


Autor: A. Arndt (Gast)
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Hallo,

ich möchte die Referenzspannung am AVR mittels Z-Diode stabilisieren, 
z.B. auf 2.7V.

Welcher Strom sollte mind. fliessen für die Stabilisierung.

Ich würde nun 5V nehmen, einen 10k-Widerstand von 5V an Vref und dann 
eine Z-Diode 2,7V von Vref an GND legen, würde das so gut funktionieren 
?

AGND an GND, aber was mache dann AVCC, an 5V ...?

Gruss
A. arndt

Autor: Gast 57 (Gast)
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Eine erprobte Lösung wäre auch den AVR mit einem
guten 5V-Regler, z.B. Genauigkeit 1%, zu versorgen.
Micrel hat z.B. solche Regler im Angebot.
Und beim AVR die AVCC (über 10µH-Spule an VCC) als Referenz
einzustellen.

Könntest auch die interne Ref verwenden, die hat aber +-100mV Toleranz,
siehe Datenblatt, mit ggf. Abgleich tut die es auch.......

Oder halt ein Präzisionref von LT.

Kommt nur auf die Genauigkeit an, die Du benötigst und was Dir das dann
wert ist.

Alle oben genannten Vorschläge habe ich schon eingesetzt.

Schönen Sonntag!

Autor: A. K. (prx)
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AVCC=VCC vom Wert her. Immer. Jedesmal. Grundsätzlich. Filter darf sein, 
aber die Spannung muss VCC entsprechen.

Eine Z-Diode ist als Referenz schlechter als die interne Referenz. Ganz 
besonders bei 2,7V. Wenn schon extern, dann eher sowas wie TL431 oder 
andere explizite Referenzspannungserzeuger.

Autor: HildeK (Gast)
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A. K. schrieb:
> AVCC=VCC vom Wert her. Immer. Jedesmal. Grundsätzlich.

Nicht immer, nicht jedesmal, nicht grundsätzlich: messe mal mit dieser 
deiner Variante die eigene VCC :-).

Ich sage (bei höheren Anforderungen und meinem Messwunsch): externe, 
temperturkompensierte Referenz (wie gesagt: TL431) mit Uref < VCC.

Natürlich keine 2.7V-Z-Diode, wenn schon Z-Diode, dann muss es eine im 
Bereich um 5.6V sein - die sind einigermaßen temperaturstabil. Dann den 
Wert auf den gewünschten Referenzwert herunterteilen.

Autor: A. K. (prx)
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HildeK schrieb:

> Nicht immer, nicht jedesmal, nicht grundsätzlich: messe mal mit dieser
> deiner Variante die eigene VCC :-).

Ok, ein paar Zehntel drumrum sind zulässig, aber das war hier glaube ich 
nicht die Frage.

Aber wo siehst du das Problem beim Messen von VCC? Wenn eine hinreichend 
genaue Referenz an einem ADC-Eingang vorliegt, intern oder extern, dann 
lässt sich AVCC/VCC prima messen und zwar genau dann wenn AVCC=VCC.

Autor: Bernd (Gast)
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"AVCC=VCC vom Wert her. Immer. Jedesmal. Grundsätzlich."
Solche Annahmen bringen niemanden weiter...

Dass ergibt lediglich Sinn, wenn auch Analogsignale von 0-5V erwartet 
werden. Vielleicht möchte A. Arndt aber im 0-2V7 Bereich mit möglichst 
hoher Auflösung messen.

Autor: A. K. (prx)
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Bernd schrieb:

> Dass ergibt lediglich Sinn, wenn auch Analogsignale von 0-5V erwartet
> werden. Vielleicht möchte A. Arndt aber im 0-2V7 Bereich mit möglichst
> hoher Auflösung messen.

Könnte es sein, dass du grad AVCC mit AREF verwechselst? AVCC darf nur 
um wenige Zehntel Volt von VCC abweichen. Egal welche Referenz verwendet 
wird und wie gross deren Wert ist. Siehe Datasheet.

Für den Messbereich ist AREF zuständig.

Autor: Elektronikschlumpf (Gast)
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>>"AVCC=VCC vom Wert her. Immer. Jedesmal. Grundsätzlich."
>>Solche Annahmen bringen niemanden weiter...

>Dass ergibt lediglich Sinn, wenn auch Analogsignale von 0-5V erwartet
>werden. Vielleicht möchte A. Arndt aber im 0-2V7 Bereich mit möglichst
>hoher Auflösung messen.

Du verwechselst AVCC mit ARef. AVCC sollte IMMER gleich VCC sein.

Autor: HildeK (Gast)
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A. K. schrieb:
> Aber wo siehst du das Problem beim Messen von VCC? Wenn eine hinreichend
> genaue Referenz an einem ADC-Eingang vorliegt, intern oder extern, dann
> lässt sich AVCC/VCC prima messen und zwar genau dann wenn AVCC=VCC.

Uuups! Auch ich habe AVCC auf die Schnelle mit AREF verwechselt - sorry 
- ich nehme meine letzten Aussagen komplett zurück :-(

Autor: Gast 57 (Gast)
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Eigene VCC messen mit AVCC= Vref????

Klar geht das, mit Umwegen, aber es geht-

-Miß die interne Vref, einige AVRs lassen das zu!.
 Wenn die Vcc bzw. Vref bekannt ist, ist die exakte Größe (in Bit) der
 Internen Vref egal. Die Interne Vref ist, über die Zeit gesehen, 
relativ
 stabil. Ergebnis der ersten Messung (bzw. nenn es "Kalibrier-Messung"
 merken (EEPROM) und dann kann man die Abweichung der Vcc messen.
 (Natürlich nur relativ zur Vref.

Habe ich in einem Batterie betriebenen Gerät verwendet, damit sparte
ich mir einen Spannungsteiler, und dessen unnötigen Stromverbrauch.
Funktioniert einwandfrei. Beachte aber: Vcc sinkt, Meßergebnis der
internen Ref wird größer! (Logisch, wenn die "Echte Ref" kleiner wird)

Autor: A. K. (prx)
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Gast 57 schrieb:

> Eigene VCC messen mit AVCC= Vref????

Um nicht noch mehr Verwirrung zu stiften etwas klarer:
AVCC=VCC, ADC wird eingestellt auf Referenzspannung=AVCC.

Allerdings darf dann an AREF keine externe Referenz hängen, sonst 
donnert's. Da hat HildeK recht,

Autor: A. Arndt (Gast)
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Hallo,

vielen Dank für die vielen Antworten, ich passe meine Umgebung auf 
0...2,7V an.

Ich würde jetzt AVcc = Vcc nehmen, bis jetzt habe ich nur einen 
Spindeltrimmer zwischen Vcc und GND Abgriff an Aref eingesetzt.

Was ist denn nun der Z-Dioden-Lösung so schlimm...?

Gruss
A. Arndt

Autor: A. K. (prx)
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A. Arndt schrieb:

> Was ist denn nun der Z-Dioden-Lösung so schlimm...?

Reicht dir der Umstand, dass 2,7V Z-Dioden eine haarsträubend schlechte 
Charakteristik besitzen? Erst ab 5-6V ist die Strom/Spannungs-Kennlinie 
wirklich gut.

Motorola-Datasheet einer 2,7V Z-Diode: 2,2V bei 1mA, 3,0V bei 10mA. 
Zuzüglich Fertigungstoleranz. Die Temperaturabhängigkeit vom ca. 2mV/K 
könnte auch eine Rolle spielen.

Schlag mal den Preis eines TL431 nach.

Autor: A. Arndt (Gast)
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Hallo nochmals,

ich würde ja gerne den TL431 einsetzen, aber :

Wenn ich die Spannung des TL431 mit externen Widerständen einstellen 
muss, warum nehme ich nicht gleich 2 Widerstände oder halt mehrere 
(Spannungsteiler) am für Vref am z.B. Mega8 ???

Gruss
A. Arndt

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  A. Arndt (Gast)

>Wenn ich die Spannung des TL431 mit externen Widerständen einstellen
>muss, warum nehme ich nicht gleich 2 Widerstände oder halt mehrere
>(Spannungsteiler) am für Vref am z.B. Mega8 ???

Weil dann deine Referenzspannung direkt von der Betriebsspannung 
abhängt. Schwankt diese (Batterie leer, Temperaturdrift, whatever), dann 
schwankt deine Referenzspannung. Nicht wirklich was man will. Siehe auch 
Spannungsreferenz.

MFG
Falk

Autor: A. Arndt (Gast)
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Hallo,

ich versorge die Schaltung mit 12V, stabilisiert mit 7805 und 
entsprechenden Kondensatoren.

Wenn dann die UB 12V schwanken 11 bis 13,8V , dann auch die 
Messwiderstände, aber die 5V werden wohl nicht schlimm schwanken...

Gruss
A. Arndt

Autor: A. Arndt (Gast)
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Hallo nochmal,

der Spannungsteiler für Vref liegt natürlich am 5V-Zweig an und nicht 
der schwankenden Ub.

Gruss
A. Arndt

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  A. Arndt (Gast)

>Wenn dann die UB 12V schwanken 11 bis 13,8V , dann auch die
>Messwiderstände, aber die 5V werden wohl nicht schlimm schwanken...

Alles relativ.

>der Spannungsteiler für Vref liegt natürlich am 5V-Zweig an und nicht
>der schwankenden Ub.

Schon klar. Aber wir reden nicht von einer "5% geht schon" Bastellösung 
sondern von einer stabilen Referenzspannung, die den Namen auch 
verdient.

Ganz grob kann man folgende Quellen als Referenzspannung nehmen.

Normaler Spannungsregler ala 7805, 5% Fehler max.
interne Referenz im AVR nach Kalibrierung, 1% Fehler max.
Gute Spannungsreferenz <1% Fehler

MFG
Falk

Autor: BMK (Gast)
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Ein Bild sagt mehr als 1000 Worte.
Noch besser ist, das mal live zu erleben.

Man nimmt einen TL431 bzw. LM385-Z2,5 über 10kOhm an ein Labornetzteil
und misst mit einem DMM die Referenzspannung an dem Teil.

Und wenn man dann die Spannung von 3V....30V ändert und sich
bei Uref in der 3. Nachkommastelle der Anzeige nichts tut,
schaut man unwillkürlich, ob evtl. die Hold-Taste eingerastet ist.

Und wenn man dasselbe mit einer Z-Diode macht, fragt man sich
ob der taumelnden Spannung, was da denn stabilisierend sein soll.

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