Wie max. Quellimpedanz für ADC ermitteln? Wahl R-Teiler oder OPV?

[Dan M. (Gast)]

Hallo.

Bei AD Wandlern bestimmt ja die Quellimpedanz wie schnell sich die 
Kondensatoren des S/H Gliedes aufladen können. Wird diese zu hoch, dann 
können die Kondensatoren nicht mehr rechtzeitig auf den anliegenden Wert 
geladen werden und verfälschen die Messung.

Manchmal stehen im Datenblatt Werte, etwa beim Atmega die 10kOhm.


Wie berechnet man die maximal zulässige Quellimpedanz, wenn es scheinbar 
nicht im Datenblatt steht?

Als Beispiel für den AD7927. 
(http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD7927.pdf)
Dort konnte ich im Datenblatt keinen Wert zur maximalen Eingangsimpedanz 
finden.

Wenn ich z.B. eine Spannung von 5V auf 2,5V für den ADC herunterteilen 
möchte, würde ich ihn möglichst hochohmig gestalten wollen, damit die 
Quelle wenig belastet wird.

Jetzt gäbe es die Möglichkeit:
1) Spannungsteiler
2) Spannungsteiler + OPV als Spannungsfolger
3) Spannungsteiler + zusätzlichen Kondensator (in einigen Themen werden 
100nF erwähnt)

Wie ermittelt man, was man am besten benutzt?

Im Datenblatt gibt es auf Seite 16, Abbildung 16, einen 
Ersatzschaltbild. Laut Text ist der Widerstand 400 Ohm groß. Mit 
Spannungsteiler würde es dann wie im Anhang aussehen. Jetzt müsste ich 
ja berechnen, wie schnell sich der Kondensator C2 in Abhängigkeit des 
Widerstandes vom Spannungsteiler laden und entladen kann.

Wobei da ja eigentlich noch ein TP zum Ausfiltern zu hoher Frequenzen 
dazu kommen müsste.

Betrachtet man das dann als Vierpol und rechnet aus der 
Übertragungsfunktion die Zeitkonstanten aus? Oder wie macht man das?

Schöne Grüße

[Achim S. (Gast)]

Dan M. schrieb:
> Dort konnte ich im Datenblatt keinen Wert zur maximalen Eingangsimpedanz
> finden.

Es gibt keine harte Grenze für die maximal erlaubte Eingangsimpedanz. 
Aber es gibt in Fig. 8 eine Abbildung, wie sehr dein Signal 
verschlechtert wird in Abhängigkeit von Signalfrequenz und von 
Quellenimpedanz. Was für ein Eingangssignal hast du (d.h. welche 
Frequenzen sieht dein ADC am Eingang?)

Dan M. schrieb:
> Jetzt müsste ich
> ja berechnen, wie schnell sich der Kondensator C2 in Abhängigkeit des
> Widerstandes vom Spannungsteiler laden und entladen kann.

Ja, kannst du natürlich auch betrachten. Der Kondensator muss sich 
während der Track-Zeit so weit der Eingangsspannugn annähern, dass du 
die Genauigkeit des ADCs nicht unnötig begrenzt. Auf S. 22 steht 
beschrieben, wie lange die Track-Phase vor der Abtastung dauert 
(abhängig von deiner Ansteuerung des seriellen Interfaces).

[Robert M. (r0bm)]

Der Kondensator des S&H-Gliedes muss genügend Zeit bekommen sich auf 
min. 1/2LSB der Endspannung aufzuladen. Bei 2,5V und 12-Bit Auflösung 
muss dafür eine Zeit von min. 10 x TAU aufgewendet werden. Kennt man die 
Bauteilwerte des Abtastgliedes und wie lange abgetastet wird, lässt sich 
nun über die RC-Zeitkonstante Tau der max. mögliche Widerstand 
ermitteln. Darin enthalten ist sowohl der Quellwiderstand als auch der 
Serienwiderstand des Abtastschalters.