Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Gegenseitige Beeinflussung von ADC-Kanälen beim ATMega8


von Konstantin (Gast)


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Hallo geehrte Wissenden!

Ich möchte mit dem ATMega8 2 Spannungen welche durch 2 Potis eingestellt 
werden können ausmessen.
Hier die Beschaltung:

         5V  _____
                    |
                   _|_   8.2k
                  |   |
                  |   |
                  |___|
                 ___|___
               _|_/    _|_/   je 10k Potis
              |  /|   |  /|
    ADC4 o----| / |   | / |----0 ADC5
              |/__|   |/__|
              / |_____/_|
                    |
          |_________|
          |
         GND

Da ich mit der internen Referenzspannung (2.56 V) arbeiten muss, hab ich 
einen Spannungsteiler aus den beiden Potis und einem Serienwiderstand 
aufgebaut. Dies gewehrleistet, dass am Poti keine Spannung eingestellt 
werden kann, die die 2.56 V Referenzspannung übersteigt.

Nun beobachte ich jedoch folgendes Problem, dessen Ursache mir völlig 
schleier ist.
Verändere ich die Potistellung eines Potis, z.B. der an ADC4 
angeschlossen ist, wirkt sich das nicht unerheblich auf die Spannung 
aus, die an ADC5 anliegt. Umgekehrt beobachte ich die selbe Auswirkung.

- Die Spannungen die an ADC4 und ADC5 anliegen habe ich mit einem
  Multimerer gemessen.
- AVCC ist mit 10nH mit VCC verbunden, und mit 100nF gegen Masse 
abgeblockt
- !!!  Vielleicht wichtig: ADC4 und ADC5 sind des weiteren mit 
10uF-Elkos
       gegen Masse verbunden

Was könnte die gegenseitige Beeinflussung der Messspannungen 
verursachen???

von Eddy C. (chrisi)


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Wahrscheinlich ist die Impedanz der Quelle so hoch, dass die 
Sample/Hold-Schaltung des ADC nicht schnell genug umladen kann. Hierzu 
gibt das Datenblatt auch einen Kommentar ab.

von spess53 (Gast)


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Hi

Mit welchem Takt läuft der ADC?

MfG Spess

von Samuel C. (dragonsam)


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Wie lange wartest du zwischen den Messungen? Du musst ein paar ms 
warten. Der ADC im AVR hat, soweit ich weis, eigentlich nur einen ADC, 
der zwischen den Pins geschaltet wird. Der braucht eine gewisse Zeit, 
bis er wieder bereit ist.

von spess53 (Gast)


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Hi

>Der ADC im AVR hat, soweit ich weis, eigentlich nur einen ADC,
>der zwischen den Pins geschaltet wird. Der braucht eine gewisse Zeit,
>bis er wieder bereit ist.

Nur, wenn die Referenzspannung umgeschaltet wird.

MfG Spess

von MR (Gast)


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Wir wäre es, wenn Du für jeden ADC jeweils einen völlig separaten 
Spannungsteiler verwendest.

von Andreas N. (maikohar)


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Jepp, MR hat Recht. Es ist das Ohm'sche Gesetz, dass diese 
Spannungsänderungen an dem jeweils anderem Poti bewirkt :D

von bwisser (Gast)


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> ..., dessen Ursache mir völlig schleier ist.

sorry aber spannungsteiler müsste man können^^
wenn der adc innenwiderstand unendlich größ wäre würde es aber gehen

von Senf (Gast)


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ist doch völlig normal das sich die spannung am >> beiden << ADC auch 
ändert o.o

von Bernadette (Gast)


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Die 10uF-Elkos haben einen Leckstrom, der bei steigender Spannung größer 
wird und somit den gesamten Spannungsteiler belastet.

Erhöht man eine Spannung, so wird der Spannungsabfall am 8k2 Widerstand 
größer und somit am anderen ADC kleiner.

B.

von spess53 (Gast)


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Hi

>wenn der adc innenwiderstand unendlich größ wäre würde es aber gehen

Die 100 MOhm des ADC kommen dem schon sehr nahe. Eine Belastung der 
Quelle findet nur in der Sample-Phase statt. Das macht sich aber nur bei 
hochohmiger Quelle oder z.B. bei maßloser Übertaktung des ADC richtig 
bemerkbar. Eine andere Möglichkeit wäre eine falsche Beschaltung der 
Potis.

MfG Spess

von Andreas N. (maikohar)


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Wo hast Du denn die 100MOhm her?
Ich sehe in Datenblatt nur, dass der Sampling-Kondensator über 
1k-100kOhm geladen wird.

Und hochohmige Quelle trifft hier ganz gut zu.

von spess53 (Gast)


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Hi

>Wo hast Du denn die 100MOhm her?

Z.B. Datenblatt ATTiny25/45/85 unter:

21.7 ADC Characteristics – Preliminary

RAIN   Analog Input Resistance   100 MΩ

MfG Spess

von Konstantin (Gast)


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@ Bernadette
   Deine Erklärung scheint mir wegweisend zu sein. Dem werde ich 
nachgehen
   Danke!!!

@ MR und Andreas N.
   Bringt das Verwenden von separaten Spannungsteilern denn was? Am Ende
   sind die ja sowieso über 5V parallel mit einander verbunden. Oder
   übersehe ich da was?

von Konstantin (Gast)


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@ MR und Andreas N.
   Sorry, ich glaube nun verstehe ich wo der Unterschied ist.

von spess53 (Gast)


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Hi

Nochmal. Wie hoch ist dein ADC-Takt?

MfG Spess

von Andreas N. (maikohar)


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Spess mit 100Mohm hast Du recht.
Aber das S&H-Glied ist stromgetrieben und hat eine Zeitkonstante bis zu 
1,2µs.
Bei einem ADC Takt von 200kHz sind es nur 4 Zeitkonstanten bis S&H voll 
geladen ist. Da ist der Quellenstrom schon entscheidend.
Wenn Konstantin die Spannungsteiler trennt wird, sollte sich das Problem 
lösen.

von spess53 (Gast)


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Hi

>Wenn Konstantin die Spannungsteiler trennt wird, sollte sich das Problem
>lösen.

Möglich. Aber wie gesagt, kann dieser Effekt auch durch einen zu hohen 
ADC-Takt entstehen.

MfG Spess

von holger (Gast)


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>- !!!  Vielleicht wichtig: ADC4 und ADC5 sind des weiteren mit
>10uF-Elkos gegen Masse verbunden

>Aber das S&H-Glied ist stromgetrieben und hat eine Zeitkonstante bis zu
>1,2µs.
>Bei einem ADC Takt von 200kHz sind es nur 4 Zeitkonstanten bis S&H voll
>geladen ist. Da ist der Quellenstrom schon entscheidend.

Dürfte bei den 10u Elkos wohl nicht so schlimm werden der 
Spannungseinbruch.

Ich tipp einfach mal auf falschen Anschluss der Potis.

von Andreas N. (maikohar)


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spess53 schrieb:
> Möglich. Aber wie gesagt, kann dieser Effekt auch durch einen zu hohen
> ADC-Takt entstehen.

Da stimme ich Dir gerne zu, weil dann die S&H-Zeit noch geringer wird 
und der Eingang noch empfindlicher auf den Quellenwiderstand reagiert.

von spess53 (Gast)


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Hi

>Da stimme ich Dir gerne zu, weil dann die S&H-Zeit noch geringer wird
>und der Eingang noch empfindlicher auf den Quellenwiderstand reagiert.

Da der Widerstand vor dem Sample-Kondensator mit 1...100k angegeben ist, 
spielen 10k oder 20k Quellwiderstand absolut keine Rolle. Entspricht 
auch eigener Erfahrung. Hier sind andere Fehler im Spiel.

MfG Spess

von Konstantin (Gast)


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Der ADC-Takt liegt bei unbedenklichen 50 kHz.
Hab die Lösungsvorschläge noch nicht realisiert, vermute aber dass die 
Lösung tatsächlich darin liegt, entweder die Elkos zu entfernen oder 
aber zwei getrennte Spannungsteiler aufzubauen.
Werde das Ergebnis dann später posten, vielleicht wird noch jemandem 
damit geholfen.

von Eddy C. (chrisi)


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Weitere Aufschlüsse erhält man, wenn man probeweise 100nF pro 
ADC-Eingang gegen Masse schaltet und die Tests wiederholt.

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