ADC interne Funktionsweise

Lass mich raten, der µC ist ein PIC?

studentMax schrieb:
> 1) über den ANx kommt meine zu messende Spannung rein. Kommt mehr als
> der erlaubte Referenzwert rein, fliesst dieses über den Dioden zu VDD
> wieder raus. quasi überspannungsschutz.
Ja, die Dioden sind aber nicht an die Referenz, sondern an Vdd und Vss 
angeschlossen, die standard CMOS Eingangsschaltung.
> 2) Die zu messende Spannung geht bei geschlossenem Sampling Switch und
> geöffnetem Discharge Switch in den Kondensator CHold.
Ja
> Da das ganze ja sukzessive Approximation ist, wird der Wert im CHold
> mit einem anderen Wert verglichen, aber welchem?
Schau die mal an wie ein SAR ADC funktioniert: 
https://en.wikipedia.org/wiki/Successive_approximation_ADC
Die Referenzspannung für den DAC ist die die du in einem ADCON regiter 
eingestellt hast.
> Oder wird der CHold mit der Referenzspannung aufgeladen, und mit der
> Eingangsspannung in CPin verglichen?
CHold wird mit der Eingangsspannung geladen.
https://de.wikipedia.org/wiki/Sample-and-Hold-Schaltung

studentMax schrieb:
> Achso, das mit der Referenzspannung sieht man auf meinem Bildchen gar
> nicht..
Weil das nur das Input-Modell ist, und nicht der gesamte ADC.

> Naja bisschen komisch schon, denn im ADCON Register wird ja nicht die
> ReferenzSpannung selbst eingestellt, sondern eher die Quelle der
> ReferenzSpannung.(extern, intern)
Das habe ich auch gemeint, nur vllt. etwas undeutich ausgedrückt.

> 1) Also CHold wird mit eingangsspannung aufgeladen.
> Die Zeit in der der Kondensator CHold aufgeladen wird, ist die
> Aquisition Time.
Genau
> 2) Jetzt wird der "Inhalt"des CHold mit dem Referenzwert verglichen, ist
> Inhalt zu gross, wird der Disscharge Switch betätigt und die Wage wird
> bisschen entlastet, und das immer so weiter. Daraus entsteht dann die
> Bitkombination.
Das wäre dann eher ein ADC nach dem Zählverfahren und würde 
wahrscheinlich nicht gut funktionieren. Lies besser den oben verlinkten 
Artikel...

P.S. Vergiss einmal das ANALOG INPUT MODEL, das zeig genau gar nicht von 
der AD-Wandlung, nur die Sample-and-Hold-Stufe.

studentMax schrieb:
> Die vergleichsstelle(alte Referenz) nimmt ab
> bis Sie die gleiche Spannung hat wie der CHold.
Sie muss nicht abnehmen, sie kann auch steigen. Der ADC tastet sich bit 
für bit an das Ergebnis ran. Als erstes würd überprüft ob das MSB 0 oder 
1 (Vin > Vref/2 oder <Vref/2), dann das nächste bis runter bis zum LSB.

Peter D schrieb:
> Das ist pure Spekulation.
Kennst du einen PIC18 mit was anderem als einem successive approximation 
ADC? Und das vom sukzessive Approximation wurde auch im Anfangspost 
erwähnt.

studentMax schrieb:

> 2) Die zu messende Spannung geht bei geschlossenem Sampling Switch und
> geöffnetem Discharge Switch in den Kondensator CHold. Da das ganze ja
> sukzessive Approximation ist, wird der Wert im CHold mit einem anderen
> Wert verglichen

Nein.

> Ich weiss nur, dass durch den Discharge Switch das gleichgewicht
> hergestellt wird, wie bei einer Wage.

Nein.

> Oder wird der CHold mit der Referenzspannung aufgeladen, und mit der
> Eingangsspannung in CPin verglichen?

Nein.

Während der "Sample" Phase der AD-Wandlung wird der Kondensator C_hold 
von seiner bisherigen Spannung (deren Wert unbekannt [1] ist) auf einen 
Wert nahe der Eingangsspannung VA auf- bzw. umgeladen. In Abhängigkeit 
von der Zeitkonstante des RC-Glieds aus C_hold und (R_s + R_ic + R_ss) 
wird sich dabei eine Abweichung ergeben. Man muß nun die Länge der 
Sample-Phase passend zu dieser Zeitkonstante und der tolerierbaren 
Abweichung wählen. Meist ist die Länge der Sample-Phase als Vielfaches 
der Periodendauer des ADC-Taktes vorgegeben, so daß die einzige Variable 
der ADC-Takt ist.

[1] i.d.R. ist das die Eingangsspannung bei der vorhergehenden Messung. 
Genau das ist die Stelle, wo die genaue Funktionswese des ADC ins 
Spiel kommt. Es kann auch genauso gut sein, daß im Laufe der Wandlung 
die Sample-Kapazität zwingend entladen wird, z.B. durch den 
eingezeichneten Discharge-Schalter. Details wird das Datenblatt 
enthalten.
Im Zweifelsfall sollte man einfach davon ausgehen, daß C_hold am anderen 
Ende des Meßbereichs ist. Dann braucht man nur noch ein bisschen 
elementare Mathematik und das Wissen um die e-Funktion, um Sample-Zeit 
und RC-Zeitkonstante in Relation zu setzen. Oder die Faustformel: "0.1% 
Abweichung entspricht 7 \tau"

studentMax schrieb:
> Das heisst also, dass sobald ich mein Channel auswähle und bevor ich das
> Go bit setze, der Kondensator aufgeladen wird, und somit ist meine
> acquisition time meine minimalste Zeit damit überhaupt saft in den
> Kondensator rein kommt.
Ja, der Ausgewählte Channel ist, außer währende der Wandlung, dauerhaft 
mit dem sample Kondensator verbunden. Die acquisition Time ist dazu da, 
dass der Kondensator auch eine Zeit lang geladen wird wenn ich z.B.

1

ADCON0.CHS = AN10

2

ADCON0.GO = 1

schreibe.
Der sample Kondensator wird nach der AD-Wandlung entladen, die 
eingestellte acquisition Time garantiert dann auch, dass der Kondensator 
Zeit hat um sich zu laden, wenn du z.B. im ADC-Interrupt sofort eine 
neue Messung startest.

studentMax schrieb:
> " The array is discharged after every sample. This feature helps to
> optimize the unity gain amplifier, as the circuit always needs to charge
> the capacitor array, rather than charge/discharge based on previous
> measure values".
>
> Entweder kann ich kein Englisch, oder das widerspricht sich.
Der Kondensator wird nach dem Sample auf 0V entladen. 0V ist kleiner 
gleich jeder Spannung die man mit dem ADC messen kann, also muss der 
unity gain Amplifier den Kondensator bei jeder Eingangsspannung nur 
laden. Das hilft anscheinen beim Optimieren des unity gain Amplifiers.

studentMax schrieb:
> Zur der Bestimmung der Acquisition time, gibts nur diese Formel(Anhang)
> Oder auch ne andere Methode wie man die bestimmt?
Was passt dir daran nicht, über die Kondensator-Ladeformel ist mMn der 
einzig logische Ansatz.

studentMax schrieb:
> "The GO bit should not be set in
> the same instruction that turns on the ADC."
> Wieso?
Damit der ADC Zeit zum Einschalten hat. Erst durch das Setzen des ADON 
bits wird der ADC überhaupt mit Strom versorgt.
> zwischen dem Einschalten und dem Setzen des GO bits gehe ich ja net noch
> Kaffee trinken....
Wird auch nicht verlangt, nur nicht in gleichen Befehl, im Datenblatt 
wird

1

MOVLW B'00000001' ;AN0, ADC on

2

MOVWF ADCON0 ;

3

BSF ADCON0,GO ;Start conversion

empfohlen.