ADC Messung: Vin bis 28V ohne Signal zu belasten

NickNack schrieb:
> ohne dabei das zu messende
> Signal zu belasten/verfälschen.


Geht nicht, du kannst es nur möglichst wenig verfälschen. Wie stark 
kannst du das Signal denn belasten?

NickNack schrieb:
> ohne dabei das zu messende
> Signal zu belasten/verfälschen.

geht nicht. Ohne Last kann man nicht messen. Also musst du erst mal 
festlegen wie hoch die Last maximal sein darf.

@Eumel / @Peter II

Da die Signal-Quelle variiert, soll die Belsatung des Signals einfach 
möglichst gering ausfallen...eine mögliche Signalquelle ist z.B. ein 
50kOhm Poti, dessen "Stellung" gemessen werden soll.

Falk Brunner schrieb:
> Die meisten Multimeter haben 10MOhm Eingangswiderstand, das ist für
> viele Messungen hochohmig genug. Also bau dir einen Spannungsteiler
> mit 10MOhm.

Ist schon richtig aber er will dich den ADC des ATEMGA1284 benutzen. Da 
liegt der Eingangswiderstand deutlich niedriger. Ich habe irgendwas von 
200kOhm im Kopf.

Theoretisch könntest Du einen Spannungsteiler z.B: 10:1 bauen mit einem 
endlichen Innenwiderstand. Sagen wir 900k/100k, also 1Meg.
Der Innenwiderstand verfälscht natürlich Dein Ergebnis.
Jetzt könnte man zusätzlich einen 1Meg parallel schalten und damit 
könnte man den Fehler kompensieren. Der ADC Fehler ist dann halt 2x 
drin.

bzw wenn Du die Impedanz kennst, kannst es natürlich einfach rausrechnen

jo, damit geht extrem einfach z.B. TS912 in nen sehr hochohmiger 
Singlesupply OP Amp
DA gehst Du dann mit 10MOHm oder mehr drauf da kannst Du dann bei noch 
höheren Werten auch TAgelang die Ruhespannugn einen 1µf 
Folienkondensators beobachten :-)

ok, dann wäre dies geklärt, führt mich aber zu einer weiteren 
Aufgabenstellung:

Ich möchte den Messbereich in 3 Stufen umschalten können:
0-5V  0-12V  0-24V

Dazu habe ich folgenden Beitrag am ende des Threads gefunden:
Beitrag "Messsystem Eingangsbeschaltung - ADC + variabler OP"

Wie kann ich eine solche Umschaltung möglichst simpel für die VIER 
analogen Eingänge(jeder für sich) umsetzen?

Gruß
NickNack

NickNack schrieb:
> Wie kann ich eine solche Umschaltung möglichst simpel für die VIER
> analogen Eingänge(jeder für sich) umsetzen?

Mit einem analogen Multiplexer plus einer Schutzschaltung, die 
verhindert dass mehr als die zulässige Spannung anliegen kann.

Gruss Reinhard

NickNack schrieb:

> Ich möchte den Messbereich in 3 Stufen umschalten können:
> 0-5V  0-12V  0-24V

> Wie kann ich eine solche Umschaltung möglichst simpel für die VIER
> analogen Eingänge(jeder für sich) umsetzen?

Den unteren Widerstand des Spannungsteilers einfach mit einem Portpin 
schalten: wahlweise Ausgang und Low oder Eingang.

Der Atmel hat ja schon Schutzdioden, die IIRC 0,5 mA können.

Gruß

Joachim schrieb:
> Den unteren Widerstand des Spannungsteilers einfach mit einem Portpin
> schalten: wahlweise Ausgang und Low oder Eingang.

Da der Spannungsteiler vor dem OPV kommen muss und ich mich für einen 
Eingangswiderstand von 1Mohm entschieden habe, verfälscht da dein 
avr-EINGANGSwiderstand nicht das Ergebnis?

NickNack schrieb:
> Joachim schrieb:
>> Den unteren Widerstand des Spannungsteilers einfach mit einem Portpin
>> schalten: wahlweise Ausgang und Low oder Eingang.
>
> Da der Spannungsteiler vor dem OPV kommen muss und ich mich für einen
> Eingangswiderstand von 1Mohm entschieden habe, verfälscht da dein
> avr-EINGANGSwiderstand nicht das Ergebnis?


Hab gerade mal in einem Datenblatt für einen ATMega geschaut. Dort steht 
nur ein Max.-Wert für Input Leakage Current für -40 °C ... +85 °C, doch 
dieser Wert beträgt 1 µA, was natürlich schon recht viel wäre.

Also ginge das seriöserweise wohl nicht, auch wenn der Wert bei 
Raumtemperatur deutlich niedriger sein dürfte. Also NFet oder 
Analogschalter mit geringem Leakage verwenden. Im Zweifel, wenns 
wirklich "genau" sein muß, geht wohl nur ein (Reed-)Relais.

Gruß

Kann ich hierfür einen simplen npn-Transistor im sot23 Gehäuse nehmen?
z.B.
http://www.nxp.com/documents/data_sheet/BC849_BC850.pdf

NickNack schrieb:
> Kann ich hierfür einen simplen npn-Transistor im sot23 Gehäuse nehmen?

Nein, bipolare Transistoren sind für sowas völlig ungeeignet, da sie 
eine deutliche C-E-Durchlassspannung aufweisen, also alles andere als 
niederohmig mit GND verbinden. MOSFET geht, wenn sowohl On-Widerstand 
als auch Leckstrom zum Spannungsteiler passen, d.h. den Faktor nicht 
verfälschen.

Gruss Reinhard

Reinhard Kern schrieb:
> MOSFET geht, wenn sowohl On-Widerstand
> als auch Leckstrom zum Spannungsteiler passen, d.h. den Faktor nicht
> verfälschen.

Mit Mosfets habe ich noch keine Erfahrungswerte.
Für ein Beispiel mit entsprechendem Rechenweg würde ich mich freuen.
Gibt es denn bessere Alternativen zum Mosfet, die möglichst im 
Platzverbrauch vergleichbar sind?

Im Anhang die bisherigen Pläne :)

Jim Meba schrieb:
> Dieter Werner schrieb:
>> Ein Impedanzwandler für 28V benötigt auch eine Versorgung mit
>> mindestens 28V, der TO hat aber nur 5V zur Verfügung.
>
> Die Idee ist den (hochohmigen) Spannungsteiler vor den
> Impendanzwandler zu packen.

Was spricht denn eigentlich dagegen, die 5V über einen StepUp auf ca. 
30V zu bringen und den Spgteiler dann hinter den Impedanzwandler zu 
setzen? Hat doch den Vorteil, dass das Eingangssignal nur mit dem 
Eingangswiderstand des OpAmp belastet wird.

Es gibt auch kleine MOSFETs - etwa im SOT23 oder ggf. auch 2 Stück im 
SO8 Gehäuse. Damit ließe sich der hochohmige Spannungsteiler umschalten. 
Auch hier begrenzen ggf. Leckströme das ganze. Bei Raumtemperatur wohl 
noch OK, aber wenn es heiß werden darf wird es so schwer.

Als Alternative könnte man auch erst einmal maximal runter teilen und 
dann hinter dem OP wenn nötig verstärken. Immerhin sind die 
Anforderungen mit nur 10 Bit für den internen AD nicht so hoch und 
zwischen dem 24 V und 5 V Bereich ist nicht mal ein Faktor 5. Es könnte 
dabei einfacher sein einen externen MUX zu nutzen, und dafür nur einen 
variablen Verstärker zu nutzen - ggf. sogar einfacher einen externen AD 
mit 12 Bit Auflösung um eine Vergleichbar Auflösung auch ohne 
Umschaltung zu erhalten.

NickNack schrieb:

> ich möchte vier Analoge Spannung bis ca. 28V mit dem ADC des
> Atmega1284(int. Vref=2,56V) messen können ohne dabei das zu messende
> Signal zu belasten/verfälschen.

Ev. wäre es sinnvoll, wenn Du etwas über die Genauigkeitsanforderungen 
und Rahmenbediungungen schreibst.

Auch die Schutzdioden haben Leckströme. Hier sollen sich JFets als Diode 
geschaltet gut eignen.

Der TS912 verlangt:
"The magnitude of input and output voltages must never exceed VCC
+ +0.3V."

Deine Schutzschaltung müsste also etwas aufwendiger sein. Diode (oder 
JFet) geht nicht an 5 V sondern bspw. an 3..4 V; sei es durch 
Spannungsteiler oder Zenerdiode bereitgestellt und mit 100 nF 
abgeblockt.

Der TS912 geht auch bei einer Belastung von 10 k nicht an die untere 
Rail sondern nur bis +50 mV.

Gruß