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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik externe aref


Autor: J. K. (rooot)
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Hi,

bin grad dabei so ne art µC (atmega 16) Testboard zu entwickeln

jetz bin ich am überlegen was ich mit aref machen soll.

1. aref mit C an Masse, also intere referenzspannung

2. stabilisierte Spannung an aref anlegen

was ist die besser variante (analogwandler soll später benutzt werden)

mfg
J.K.

Autor: Hubert G. (hubertg)
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Ich würde beides vorsehen, mit einem Jumper.

Autor: J. K. (rooot)
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gute idee,

warum gibt es keine eagle libery mit 2 lumper (MA02-2)

Autor: Stefan Ernst (sternst)
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1 und 2 schließen sich doch nur bezüglich der Konfiguration in der 
Software aus, nicht bezüglich der externen Hardware.
Ich würde es so machen:

        -----
 X ----|     |-----+----- AREF-Pin
        -----      |
                 -----
                 -----
                   |
                   |
                  ---

 X = Anschluss für externe Referenz

Autor: J. K. (rooot)
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auch nicht blöd

Autor: J. K. (rooot)
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10k ohm, 100nF ok?

Autor: Stefan Ernst (sternst)
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> 10k ohm, 100nF ok?

Ja, spricht nichts dagegen.

Autor: J. K. (rooot)
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Falsche Antwort!

Hab jetzt das Board so weit fertig.

Bin grad ein wenig am rumprobieren, als ich bemerkte, dass der ADC 
falsche werte liefert!

Im Datenblatt hab ich gelesen, dass sich hinter AREF ein 32k gegen Masse 
befindet. d.h. meine AREF beträgt statt den angelegten 5V nur ca. 3,8V!!

Ich weiß dass ich selbst Schuld bin, da ich ja gleich das Datenblatt 
lesen hätte können, aber wenn man grad mit dem Thema anfängt übersieht 
man das leicht.

Dieser Post soll vor allem anderen helfen, die zufällig auf diesen 
Beitrag stoßen. Also: nicht nachbauen!!

Ich hab das Problem jezt so gelöst das ich softwaremäsig AVCC stat AREF 
als Referenzspannung verwende. Ist in diesem Fall ziehmlich egal da 
beide von der selben Spannungsquelle kommen.

mfg
J.K

Autor: Andreas K. (a-k)
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Geht so auch nicht unbedingt. Die interne Referenz hat einen 
Innenwiderstand, so dass eine externe Referenz über den Widerstand die 
interne Referenz belastet und u.U. verändert.

Umgekehrt belastet der ADC die anlegte Referenz, wie hier ja auch 
rauskam. Im Datasheet steht, wie hoch der Innenwiderstand der externen 
Referenz maximal sein darf, folglich darf der Widerstand nicht grösser 
sein.

Autor: SoLaLa (Gast)
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10k/100nF war nich so gut... vorgesehen ist an der Stelle glaub ich auch 
nix mit Widerständen sondern ne 100µH Induktivität

Autor: J. K. (rooot)
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Solang ich AREF nicht verwende (sondern AVCC) hat die falsche 
beschaltung keine Auswirkungen oder?

Autor: Andreas K. (a-k)
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Bei grösseren AVRs kannst du AREF nicht vermeiden, du kannst dir nur 
aussuchen was am Pin dranhängt: AVCC als Ausgang, die Bandgap als 
Ausgang oder der Referenzeingang.

Aber wenn am externen Widerstand (Punkt X) nichts dranhängt, dann stört 
der auch nicht.

Autor: SoLaLa (Gast)
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doch, wenn Du AVcc verwendest und über die 10k einspeist, dann stimmt 
die ARef ja wieder nicht, bzw ist != Vcc

Autor: J. K. (rooot)
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meine Beschaltung:

AREF: falsche Beschaltung, wie oben beschreiben
AVCC: 5V

D.h., dass wenn ich AVCC als Referenzspannung wähle wird diese intern 
auf AREF geschalten?

Wenn ich jetzt AREF Pin messe befindet sich dieser auf 5 V.

Das passt zusammen würd ich sagen, und hat keine negativen Auswirkungen. 
Oder hab ich was übersehen?

mfg
J.K

Autor: 3361 (Gast)
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Ich nehm als widerstand seit Jahren schon 100 Ohm, stand so mal in einem 
datenblatt.

Autor: J. K. (rooot)
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3361 wrote:
> Ich nehm als widerstand seit Jahren schon 100 Ohm, stand so mal in einem
> datenblatt.

heißt das, dass die Schaltung gar nicht so falsch ist sondern nur 
"ungünstig" dimensioniert?

Autor: Gast (Gast)
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Wenn du eine externe Ref haben willst kannst du einen 0 Ohm (oder 100) 
Widerstand nehmen, wenn du die interne haben willst sollte der 
Widerstand Unendlich sein.
das ist die Funktion eines Jumpers ;)

Autor: Stefan Ernst (sternst)
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@ J. K.:

In meinen Augen ist die Schaltung keinesfalls falsch, insbesondere unter 
deiner Vorgabe, ein Testboard bauen zu wollen. Da geht es ja wohl doch 
darum, flexibel zu sein, bei minimalen Risiko für die Hardware. Da ist 
es doch klar, dass man Kompromisse machen muss. Du kannst z.B. den 
Widerstand deutlich verkleinern, was die AD-Wandlung bei externer 
Referenz verbessert, aber auch das Risiko für deine Hardware bei Fehlern 
erhöht.

PS: 1k ist vielleicht ein besserer Kompromiss, als 10k.

Autor: Gast (Gast)
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In meinem Datenblatt vom Mega16 steht für Rref (Referenz 
Eingangswiderstand) typisch 32kOhm. Rechnen könnt Ihr ja?

Wenn schon eine externe Vref angelegt wird, dann sollte diese stabil, 
rauscharm und niederohmig sein. Man braucht also keine Widerstand; 
höchstens eine Diode, die den µP schützt, falls Vref vor Vcc/AVcc 
eingeschaltet wird.

Autor: Stefan Ernst (sternst)
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Gast wrote:
> In meinem Datenblatt vom Mega16 steht für Rref (Referenz
> Eingangswiderstand) typisch 32kOhm. Rechnen könnt Ihr ja?
> ...
> Man braucht also keine Widerstand;

Und was ist, wenn man versehentlich eine Spannung größer als Vcc anlegt?

> Wenn schon eine externe Vref angelegt wird, dann sollte diese stabil,
> rauscharm und niederohmig sein.

Die Qualität der AD-Wandlung spielt (meiner Meinung nach) bei einem 
Testboard keine große Rolle. Da geht es doch nur darum, das grundlegende 
Konzept und die Software zu testen. Robustheit spielt da die größere 
Rolle. Und dass man dann bei der eigentlichen Zielschaltung einen 
deutlich kleineren (oder gar keinen) Widerstand rein macht, ist klar.

Autor: Gast (Gast)
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>Und was ist, wenn man versehentlich eine Spannung größer als Vcc anlegt?

Was meinst Du? 230VAC?

Von einer Testschaltung erwarte ich, daß sie mir den Prozessor in voller 
Qualität anbietet. Ich habe keine Angst, mal etwas abzuschießen. Darum 
passiert es auch nur sehr selten.

Autor: SoLaLa (Gast)
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Im Datenblatt hab ich jetzt noch gelesen, daß der interne 
Spannungsschalter (der auf BandGap oder AVcc schaltet) direkt am 
Aref-pin hängt.
Wenn man jetzt n bissi im Source mit den verschiedenen Quellen rumspielt 
(was bei nem Testboard ja auch wieder üblich ist) dann kann man durchaus 
mal (interne) 2.56 Volt mit extern angelegten irgendwas Volt 
kurzschließen.
Das hätte zumindest die Zerstörung des Schalters zur Folge, vielleicht 
auch schlimmeres. Insofern erachte ich es doch für sinnvoll da mal bis 
100 Ohm oder für ne externe Referenzspannung vorzusehen.

>Und was ist, wenn man versehentlich eine Spannung größer als Vcc anlegt?

wenn ich das Datenblatt richtig interpretiere, dann ists wohl schon 
schlimm genug Vcc da niederohmig anzulegen und intern "versehentlich" ne 
andere Referenz auszuwählen

Autor: Spess53 (Gast)
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Hi

>wenn ich das Datenblatt richtig interpretiere, dann ists wohl schon
>schlimm genug Vcc da niederohmig anzulegen und intern "versehentlich" ne
>andere Referenz auszuwählen

Wie kommst du darauf? Ich tippe eher auf: Die höhere Spannung gewinnt 
ohne Schäden anzurichten.

MfG Spess

Autor: SoLaLa (Gast)
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Doku mega64 seite 237:
"if the user has a fixed voltage sourde connected to the AREF pin, the 
user may not use the other reference voltage options in the application, 
as they will be shorted to the external voltage."

Autor: Spess53 (Gast)
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Hi

@ SoLaLa : Und wie interpretierst du das?

MfG Spess

Autor: SoLaLa (Gast)
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so wie das da steht interpretiere ich das als Kurzschluß zwischen 2 
verschiedenen Spannungen mit nem CMOSschalter... passiert da was oder 
nicht?

Autor: yalu (Gast)
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Hat jemand eigentlich schon  mal irgendwo auch nur gerüchtsweise
gehört oder gelesen, dass ein AVR kaputt gegangen sei, weil bei extern
angelegter niederohmiger Referenzspannung gleichzeitig die interne
aktiv war?

Ich jedenfalls nicht. Obwohl ich gerade das gesamte Internet nach so
einam Fall durchforstet habe ;-)

Vielleicht ist deswegen nocht nichts passiert, weil alle AVR-User
immer aufmerksam die Datenblätter lesen und nie Fehler machen?

Wohl kaum. Es gibt bspw. genügend Meldungen, wo AVRs durch falsch
gesetzte Fuses außer Betrieb gesetzt worden sind.

Daraus folgt doch wohl, dass die AVRs unglaublich zähe Viecher sind,
die man durch falsche Beschaltung nicht zu schnell in die Knie zwingt,
oder?

Trotzdem würde ich solche Kurzschlüsse am AREF-Pin möglichst
vermeiden. Ich habe nämlich gerade meinen Lieblings-Mega8 in ein
gefährliches Abenteuer geschickt, bei dem er dem Tod gerade noch mal
von der Schippe gesprungen ist:

Ich habe also eine Schutzbrille aufgesetzt, die interne 2,56V-Referenz
aktiviert und AREF mit einem massiven 4mm²-Kupferdraht brutal gegen
GND kurzgeschlossen. Da im Datenblatt steht "Note that VREF is a high
impedant source", dachte ich, da wird kein fetter Strom fließen.
Pfeifendeckel: Immerhin 40mA habe ich gemessen. Dann wurde ich noch
brutaler und habe intern AVCC (=5V) als Referenz aktiviert. Jetzt
stieg der Strom sogar auf unglaubliche 88mA! Da werden also
tatsächlich in so einem winzigen Analogschälterchen 440mW verbraten.
Da habe ich den Mega8 nach etwa 10s doch lieber von seinen Qualen
erlöst.

Um zu sehen, ob vielleicht nicht doch ein Stück des MOSFETs
weggebrannt worden ist, wiederholte ich den Test nach kurzer Pause.
Es floss noch genau der gleiche Kurzschlussstrom, was darauf
hindeutet, dass der Mega8 die Tortur unbeschadet überstanden hat.

Zum Vegleich habe ich den High-Kurzschlussstrom eines normalen
I/O-Pins gemessen: Es waren 85mA. Der Referenzspannungs- und die
High-Side-MOSFETs scheinen also von ähnlicher Dimension zu sein und
werden im Kurzschlussfall beide mit über 400mW belastet.

Logische Folgerung: Wer sicher gehen will, schützt den AREF-Pin mit
einem Widerstand. Er muss dies konsequenterweise aber mit allen
I/O-Pins tun. Dazu bin ich einfach zu faul, deswegen lasse ich den
Widerstand auch am AREF-Pin weg ;-)

Autor: SoLaLa (Gast)
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>Hat jemand eigentlich schon  mal irgendwo auch nur gerüchtsweise
>gehört oder gelesen, dass ein AVR kaputt gegangen sei, weil bei extern
>angelegter niederohmiger Referenzspannung gleichzeitig die interne
>aktiv war?

nee :-) ich hab nen mega64 sogar schonmal falschrum gepolt... auch das 
hat der überstanden.
Dropsdem: COOL, daß Du das getestet hast!

Autor: J. K. (rooot)
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Das mit dem verpolen kann ich bestätigen(Mega16). Hab dabei auch den ADC 
angeschlossen gehabt. Auch der hats überstanden!

Ich werd den großen Widerstand einfach mal auslöten und überbrücken.

Mit den Kurzschließen ist das aber nicht ungefährlich.

ein Bekannter von mir hat klugerweiße beim AT90S8535 ne LED über nen 
Port auf Masse verbunden. => Hat den gesamten µC geschossen.^^
Kenn das Datenblatt vom 8535 nicht, kann also nicht sagen was der für ne 
Portbeschaltung hat.

mfg
J.K

Autor: Igor Metwet (bastel-wastel)
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SoLaLa wrote:

> nee :-) ich hab nen mega64 sogar schonmal falschrum gepolt... auch das
> hat der überstanden.


J. K. wrote:
> Das mit dem verpolen kann ich bestätigen(Mega16). Hab dabei auch den ADC
> angeschlossen gehabt. Auch der hats überstanden!


Ist eigentlich schon bemerkenswert, wie robust die heutigen µCs sind. 
Mir ist noch kein PIC oder AVR drauf gegangen, obwohl ich mit manchen 
nicht gerade zimperlich umgegangen bin. Die Schutzmaßnahmen scheinen 
mittlerweile relativ gut zu sein - wenn man bedenkt wie die MOS- 
Bauteile früher massenweise dem ESD-Schaden erlagen.

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