ADC-Eingangsimpedanz + Poti + RC-Fitler

[Peder (Gast)]

Hallo,

ich habe an den Eingängen eines ADCs (MAX1027) je ein Poti mit 
dahintergeschaltetem RC-Tiefpass. Die Werte, die ich auslese, sind 
absolut zufriedenstellend, selbst ohne Mittelung.

Dennoch bin ich skeptisch, ob ich nicht irgendwas übersehen habe - 
erstens, weil mir der Begriff der Impedanz nach wie vor nicht so ganz 
eingeht und zweitens, weil es egal zu sein scheint, was ich für 
Bauteilwerte für die Filter benutze. Ein Filter hat eine Grenzfrequenz 
von 10Hz, das andere von 60kHz. Bei dem 10-Hz-Filter, hätte ich 
erwartet, dass die Werte am ADC etwas "nachziehen", wenn ich das Poti 
schnell genug aufreiße. Aber ich sehe keinen Unterschied.

Ist es irgendwie von Interesse, wie der Eingangswiderstand vom ADC und 
die "Quellenimpedanz" (ich kenne das deutsche Wort dafür nicht) vor den 
Eingängen beschaffen sind? Die einzige Information bezüglich 
Eingangswiderstand kann ich aus dem Datenblatt nur erraten und zwar in 
einer Formel zur acquisition time mit dem Hinweis "where R_IN is 
1.5kOhm". Der Poti geht aber bis zu 10kOhm hoch und läge damit über dem 
Eingangswiderstand des ADCs, was schlecht sein soll. Allerdings sollte 
der Kondensator vom TP-Filter die "Quellenimpedanz" heruntersetzen, 
sagen Datenblatt und Internet.

Sollte ich hier noch irgendetwas beachten? Hat ein TP-Filter hier 
überhaupt einen Sinn oder gibt es hier Effekte, die den eigentlich 
überflüssig machen?

Eigentlich möchte ich nur wissen, wie ich die Bauteilwerte für Poti, 
Widerstand und Kondensator am geschicktesten wählen soll...


Grüße

Peter

[Der Andere (Gast)]

Schaltplan mit Bauteilewerte statt Schaltungsprosa

Wenn du Datenblätter zitierst ist ein Link und die Kapitel/Seitenangabe 
hilfreich.

Peder schrieb:
> Sollte ich hier
Was ist "hier"

Peder schrieb:
> Eigentlich möchte ich nur wissen, wie ich die Bauteilwerte für Poti,
> Widerstand und Kondensator am geschicktesten wählen soll...

Nochmal Schaltplan!
Was willst du messen?
Was für Signale hast du?
Wo kommen die her?
Was hat die Quelle(n) für eine Impedanz?
...

[Peder (Gast)]

Wie groß die Impedanz der Quellen ist, kann ich eben nicht sagen. 
Deshalb bin ich hier.

Sinn des Ganzen ist es, im Millisekundentakt die Potis auszulesen und zu 
überprüfen, ob sie verändert wurden, um dann darauf entsprechend zu 
reagieren. Die Potis selbst hängen direkt an 3,3V und Masse.

Das Datenblatt wäre das hier 
https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX1027-MAX1031.pdf, die 
genannte Formel steht auf Seite 11.

[Der Andere (Gast)]

Peder schrieb:
> Wie groß die Impedanz der Quellen ist, kann ich eben nicht sagen.

Peder schrieb:
> Sinn des Ganzen ist es, im Millisekundentakt die Potis auszulesen und zu
> überprüfen, ob sie verändert wurden, um dann darauf entsprechend zu
> reagieren. Die Potis selbst hängen direkt an 3,3V und Masse.

Willst du uns jetzt veralbern?

Die Impedanz ist maximal halb so groß wie die Potis.
Es gibt ja gar keine ander Quelle, die Potis hängen an der Versorgung, 
und die Impedanz der Versorgung ist hoffentlich sehr klein.

Potis im Millisekundentakt auszulesen und völlig überflüssig, weil du so 
schnell gar nicht reagieren und Potis stellen kannst. Da reichen 10 - 
100ms

Zumindest wenn du eh einen Tiefpass dranhängst.
Was soll der Tiefpass eigentlich filtern?
Ein einfacher keramischer C mit 47-100nF zwischen Potischleifer und 
Masse wären völlig ausreichend.

[Peder (Gast)]

Die Potiwerte werden in MIDI-Daten umgerechnet. Und es ist oft 
notwendig, einen "smoothen" Verlauf zu haben. Ich gebe dir Recht, ich 
kann kein Poti zehnmal pro Sekunde auf und zu drehen, aber ich brauche 
die Zwischenstufen, um beispielsweise Filterkurven so zu steuern, dass 
man keine Sprünge hört. Ich habe das schon mal getestet und ja: Es muss 
nicht 1ms sein, aber 3..4ms sind die Obergrenze, danach werden bei 
schnellem Aufdrehen des Potis nicht mehr alle Zwischenstufen erfasst.

Den Tiefpass wollte ich haben, weil die Werte am ADC um ein LSB wackeln 
und ich das etwas reduzieren möchte. Reiner Perfektionismus, klar. Und 
Angst davor, dass es unter Umständen mehr LSBs werden können.

Ich werde mal versuchen, auf den zusätzlichen Widerstand zu verzichten. 
Wenn sich nichts zur momentanen Situation ändert, spare ich zumindest 
Platz.


Danke erstmal!

[Andi B. (andi_b2)]

Prinzipiell ist eine hochohmige Quelle vorm ADC schlecht. Ich kenn den 
MAX1027 zwar nicht, wird wohl aber ein üblicher sampling ADC mit 
vorgeschaltetem Multiplexer sein.

KOhm sind da schon hochohmig. Es kommt aber natürlich auf deine 
Genauigkeitsanforderungen an. Im Prinzip ist bei solchen ADCs das 
Problem, dass der interne Kondensator innerhalb der Sampling Zeit 
vollständig umgeladen werden muss auf den neuen Wert (neuer Eingang). 
Worst Case ist, wenn ein Eingang auf 0V liegt und der nächste auf VREF.

Nun, du hast schon mal große Kondensatoren direkt am ADC Eingang was 
hier sehr gut ist. Damit kann wohl schon der größte Teil der notwendigen 
Ladung aus diesem genommen werden können. Welcher Restfehler sich 
maximal ergibt bei Rq max. = 5k (Poti), könnte man berechnen wenn man 
die Interna des ADCs kennt (Sampling C, Sampling-Zeit, interner 
Widerstand (MUX!), ev. Leckströme...).

Wenn dir das alles zu kompliziert ist, dann überlege ob du nicht auch 
mit einem 1k oder 470 Ohm Poti leben kannst. Größe Sampling Zeit (wenn 
einstellbar) und geringe Sampling Rate helfen auch.

Testen kannst du einen Teil der Fehler z.B. durch Eingang 0 auf min. 
Spannung und Eingang 1 auf nahezu max. Spannung. Werte auslesen und 
vergleichen ob sich der Wert für Eingang 1 ändert, wenn nur Eingang 0 
hochgedreht wird.