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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik AVR ATmega169PV Frage zu VREF und Genauigkeit


Autor: Daniel (Gast)
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Hallo,

lt. Datenblatt kann am ATmega169PV eine Referenzspannung von 1.0V-AVCC 
angeschlossen werden.
Alle Angaben hinsichtlich Auflösung, Genauigkeit und Fehler des 
ADC-Moduls beziehen sich auf eine Vref=4V.
Ich möchte eine Vref=2V verwenden. Ist dann noch mit der selben 
Auflösung, Genauigkeit und Fehlern zur rechnen?

Danke

Daniel

Autor: Sonic (Gast)
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Der Fehler bezieht sich normalerweise auf die maximale Spannung. Bei der 
Referenzspannung bezieht er sich auf den jeweiligen Spannungswert. Also 
kannst du den 4V-Wert in Prozent umrechnen und auf die jeweilige 
Referenzsspannung anwenden.
Bei 2V ist der Fehler dann logischerweise die Hälfte des Fehlers bei 4V.

Autor: Daniel (Gast)
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Servus Sonic,

ich sehe das so:

umso kleiner VREF wird, umso grösser müsste der Fehler werden. Das kommt 
daher, weil mit sinkendem VREF auch der Bereich in dem Spannungen 
gemessen werden können immer kleiner wird und wir somit immer näher an 
den verrauschten Bereich kommen.

Ein Extremfall wäre ein VREF=0.1V. Das würde bedeuten, dass der ADC in 
der Lage sein müsste die volle 10bit Auflösung auf einen Bereich von 
lediglich 100mV zu liefern. Das kann er aufgrund der vorhanden Rauschens 
sicher nicht.

Was ich nun nicht weiss ist, ob die volle 10bit Auflösung bis zu den 
spezifizierten VREF min = 1V vorliegt oder ob Auflösung und Fehler schon 
weiter oben schlechter werden.

Kannst du mir folgen?

Grüsse

Daniel

Autor: Sonic (Gast)
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Hi Daniel,

Nunja, theoretisch hast du natürlich die 10 bit bei jeder Uref. Im 
kleineren Bereich kannste die LSBs natürlich nicht mehr auswerten und 
die Auflösung geht zurück.
Bei 1.023V Uref und einem Rauschen von 8mVss kannste die unteren 4 bit 
logischerweise vergessen.
Messungen im mV-Bereich erfordern natürlich einen gewissen Aufwand an 
Hardware um das Rauschen so gering wie möglich zu halten.

Autor: Sonic (Gast)
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Upps, natürlich nicht die unteren 4 bit sondern die untersten 3 bit.
Da das Rauschen gleich bleibt (8mV), ist der Fehler bei 2.047V Uref die 
Hälfte, also ein bit mehr Auflösung.

Autor: Daniel (Gast)
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Hallo Sonic,

ja, genau so sehe ich das auch.

Was nun offen bleibt ist, ob das ADC Modul in seiner Auflösung 
schlechter wird, umso kleiner VREF wird (unabhängig vom Rauschanteil des 
zu messenden Analogsignals).

Die Angabe im Datenblatt ist

Absolute Accuracy = 2LSB (bei VREF=4V)

Das muss ja unabhängig vom zu messenden Signal sein, da das in jeder 
Anwendung anders ist.

Grüsse

Daniel

Autor: Sonic (Gast)
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>Absolute Accuracy = 2LSB (bei VREF=4V)
Soll heißen dass das Messergebnis bei absolut unverrauschtem Messignal 
um 2 bit (LSB), also ca. 3 Tausendstel, nach oben und unten schwanken 
kann.
Die Auflösung bleibt immer 10 bit, auch bei 100mV Uref. Die 2 bit LSB 
bleiben auch dann, weil das Eingangsssignal dann ja auch (theoretisch) 
unverrauscht ist.

Autor: Daniel (Gast)
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ok, zusammengefasst sagst du, dass die Auflösung mit 10bit (+/- 2 LSB) 
für den gesamten spezifizierten Bereich von VREF (1.0V-AVCC) gleich 
bleibt.

Noch eine Frage zum Abschluss: weshalb wird VREF nach unten begrenzt? 
Microchip gibt beispielsweise ein VREF min = 2.5V an.

Grüsse

Daniel

Autor: Sonic (Gast)
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Hat wohl mit dem hardwaremäßigen Aufbau des ADCs zu tun, dann kriegt er 
die internen FETs (oder was da drin ist) nicht mehr geschaltet und das 
Ergebnis ist immer Endausschlag. Bei den 'normalen' AVRs sollte man 
nicht unter 2V gehen, lt. Datenblatt glaub' ich sind 2.3V angegeben. 
Kann mich auch irren.

Autor: Daniel (Gast)
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ok, vielen dank, sonic!

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