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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik AREF, AGND, AVCC


Autor: Georg W. (Gast)
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Hallo allerseits,

bezüglich den 3 oben genannten Pins bin ich mir noch nicht ganz 
schlüssig, vielleicht kann mir da jemand helfen. Anscheinend teilen sich 
hier die Gemüte. Ich beabsichtige eine Platine zu entwerfen, mit 
ADC-Funktionalität.
Nun habe ich eine 1ste Variante gesehen, wo AGND an GND, AREF über 100nF 
an GND, und AVCC über 100nF an GND + zusätzlich AVCC noch über eine 
Spule an VCC angeschlossen wird.
Oder aber die 2te Variante, dass zwischen AGND und AVCC ein 100nF + AVCC 
zusätzlich über eine Spule an AREF und AREF zusätzlich an VCC???

Was würdet ihr Vorschlagen?
Wäre für jede Nachricht dankbar...

mfg Georg W.

Autor: John Small (linux_80)
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Hi,
falls es ein Bastel-Board werden soll:
AREF würde ich nicht fest an Vcc hängen, weil man dann keine interne 
Referenz wählen kann, evtl. per Jumper zu 'nem Poti um sich eine ext. 
Referenz einzustellen.
Ansonsten hört sich Version 1 gut an.
Kommt auch drauf an was es werden soll.

Man kann per Software auch AVCC als Ref. wählen.

Autor: Georg W. (Gast)
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hey danke für die schnelle antwort. Jo sollte eine kleine 
Multifunktionsplatine (Bastelprojekte) werden. Aber die Version mit dem 
Jumper und dem Poti hört sich noch besser an. Da habe ich momentan 
nämlich meine Probleme. Ich besitze so ein fertig billig board wo ein 
LM7806 draufsitzt und den controller versorgt und da habe ich an AREF 
eine Spannung von 5.7V +-0.1V anliegen. Wäre schon top wenn ich mir die 
Spannung zurecht biegen könnte. Wie hast du dir das konkret 
vorgestellt?Jumper1 für AREF über 100nF an Masse? und Jumper2 an Poti 
und auf eine buchse für externe Spannung oder dann doch an Vcc (wäre ja 
unnötig da Vcc softwäremäßig gesetzt werden kann)?
Vielen Dank für den Tip nochmal...
schönen abend

Autor: John Small (linux_80)
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Warum ein 7806 ?! 5V sollte doch das Maximum sein !

Der 100n kommt immer an Aref, egal welche Referenz man wählt, daneben 
den Jumper der zum Poti geht.

Man kann die eine Seite vom Poti evtl. an AVCC legen, damit hinter der 
Spule abgegriffen wird, und die Spannung stabiler wird. Bei einem 
Bastelboard gehts aber nicht so genau ;-)

Autor: Georg W. (Gast)
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joa wundert mich ja auch was die den MyAVR-Boards beipacken. Also 
nochmal zur Sicherheit nachgefragt, AREF über ein 100nF an GND, dann 
zusätzlich AREF auf einen Jumper für VCC und eine externe Spannung 
meinst du?

Autor: Georg W. (Gast)
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übrigens :-) ich versorge den Controller meistens über USB-Spannung. Und 
zum Testen habe ich heute dem Regler mal 13V angelegt, da lag kurzzeitig 
am ADC (AREF) eine Spannung von ca 7V an, aber bin echt positiv 
beeindruckt was der Mega8 schon alles mitgemacht hat :-)
darum auch eine vernünftige Platine

Autor: Georg W. (Gast)
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noch eine Frage, wo findet dann die Spule ihren Platz???

Autor: John Small (linux_80)
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Zum vorvorletzten Post, ja würde ich so machen (also zum Poti).

Wie meinst das mit der Spule?
Die kommt irgendwo zwischen Vcc und Avcc, danach ein 100n Richtung Gnd.

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Georg W. wrote:
> joa wundert mich ja auch was die den MyAVR-Boards beipacken. Also
> nochmal zur Sicherheit nachgefragt, AREF über ein 100nF an GND, dann
> zusätzlich AREF auf einen Jumper für VCC und eine externe Spannung
> meinst du?
Nein. Es gibt bei den aktuellen AVRs keinen einzigen Anwendungsfall, 
bei dem es Sinn macht, AREF an (A)VCC anzuschließen! AVCC lässt sich 
grundsätzlich intern als Referenz wählen. Jumper für eine externe 
Referenzspannung, die der µC nicht selbst zur Verfügung stellen kann, 
ist OK.

Autor: Georg W. (Gast)
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Danke für die Vorschläge, allerdings habe ich da noch eine Frage.
Wir wissen, dass die Referenz ja nicht größer als Vcc sein darf (bzw 
-+0.5V) Reicht es da denn nicht, wenn ich zwischen Vcc und Aref ein Poti 
mit einem Jumper anschliesse um vielleicht eine Spannung als Referenz zu 
nutzen, die der uC nicht liefert, jedoch könnte man mit dem poti ja auch 
alle Spannung im Bereich 0-Vcc als Referenz wählen, oder ist es so zu 
ungenau und sollt ich darum eine Externe Spannung vorsehen...
Gibt es eigentlich bausteine die eine sehr genaue Referenz erzeugen 
können?

besten Dank und gruss
Georg

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

>..mit einem Jumper anschliesse um vielleicht eine Spannung als Referenz zu
>nutzen, die der uC nicht liefert, jedoch könnte man mit dem poti ja auch...

Willst du Messen oder Schätzen?

>Nein. Es gibt bei den aktuellen AVRs keinen einzigen Anwendungsfall,
>bei dem es Sinn macht, AREF an (A)VCC anzuschließen!

Doch. Wenn du z.B. die Stellung eines Potis bestimmen willst.

MfG Spess

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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spess53 wrote:
>>Nein. Es gibt bei den aktuellen AVRs keinen einzigen Anwendungsfall,
>>bei dem es Sinn macht, AREF an (A)VCC anzuschließen!
>
> Doch. Wenn du z.B. die Stellung eines Potis bestimmen willst.
Und wozu willst Du da AREF an AVCC anschließen? Nochmal, für alle, die 
es noch nicht verstanden haben: Bei allen aktuell erhältlichen AVRs mit 
ADC ist AVCC intern als Referenz auswählbar! Wenn AVCC als Referenz 
benötigt wird, dann wird nicht der AREF-Pin extern mit AVCC verbunden, 
sondern AVCC wird über die REFS-Bits intern als Referenz ausgewählt! 
Bring hier bitte nicht alles durcheinander!

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

Da habe ich mich wohl etwas unglücklich ausgedrückt. Die Aussage war in 
Richtung VCC als Referenzspannung gemeint. Egal wie die Verbindung 
zustande kommt.

MfG Spess

Autor: Georg W. (Gast)
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Da knüpfe ich mal gleich an: nehmen wir mal an, ich will auf dem Board 
später mal potis anbringen und die Stellung mit 10bit Genauigkeit, also 
in 1024 Teile einteilen und je nach Potistellung mit dem 10 bit Adcwert 
eine analoge Spannung ansteuern und diese regeln. Sprich eine 
DA-Wandlung durchführen. Was würde ich dafür benötigen. Oder ist das so 
um die Ecke gedacht? Ich würde dann mit dem Poti z.B. eine Spannung 
regeln oder die Drehzahl eines Motors durch Spannungsregelung 
einstellen.

MFG Georg

Autor: Alain F. (fox82)
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Hallo Georg

>Was würde ich dafür benötigen
Poti an GND und VCC und der regelbare Abgang auf einen ADC-Pin.
>DA-Wandlung durchführen
Motordrehzahl würde ich direkt über PWM machen und nicht über DA.

Gruss Alain

Autor: A. Arndt (artools)
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Hallo,

ich verstehe nun nicht ganz, warum z.B. der Mega 8 eine INTERNE Referenz 
hat und es einen "externen" Pin gibt.

Es wäre doch simpler nur AREF und AGND zu haben und dort eine 
Referenzspannung anzulegen, entweder mit externem GND oder verbunden mit 
GND des Mega, wozu dann der oft missverstandene AVCC...

Gruss
A. Arndt

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>nur AREF und AGND zu haben

Und mit welcher Betriebsspannung wird der analoge Schaltungsteil 
versorgt?


>INTERNE Referenz hat und es einen "externen" Pin gibt.

Die interne Referenz muss am externen Pin mit einem 100nF Kondensator 
entkoppelt werden, da der nicht integriert ist.
An den Aref-Anschluss kommt somit nur dieser Kondensator

Autor: Martin Thomas (mthomas) (Moderator) Benutzerseite
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(a) Weil es Anwendungen gibt, bei denen die interne Referenz nicht genau 
genug und/oder ausreichend temperaturstabil ist und/oder die 
bereitgestellte(n) Spannung(en) nicht passen. Selbst bei Verwendungen 
einer internen Referenzspannung kann an dem Pin zudem ein externer 
"Pufferkondensator" angeschlossen werden was sicher auch nicht schadet.

(b) Um eine Möglichkeit zu bieten, die durch Schaltvorgänge "verdreckte" 
Versorgung des Digitalteils von der Versorgung des Analogteils zu 
trennen z.B. um diese zu filtern. (Steht diese Erklärung zumindest in 
der Art nicht auch im Datenblatt?)

Autor: A. Arndt (artools)
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Hi nochmal,

könnte nicht mal jemand eine Auflistung der Beschaltung der Pins AGND, 
AVcc und Aref machen :

Betrieb ohne ADC-Funktion
Betrieb der ADCs mit interner Referenz
Betrieb der ADCs mit externer Referenzspannung (an Aref)

Ist nun AVCC ein Eingang oder Ausgang...?

Der AVR sollte doch grundsätzlich nur mit "sauberer" Spannung versorgt 
werden, also mit 100nF usw.

Das die A... Pins mit 100nF gegen GND laufen sollen, ist auch klar, 
wegen evtl. "Aufschwingen".

Ich fände es trotzdem besser, Uref intern lt. Software einstellbar 
(Standard = 2,56 V) oder via Fusebits auf Aref umstellbar und gut.

Gruss
A. Arndt

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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A. Arndt wrote:
> Hi nochmal,
>
> könnte nicht mal jemand eine Auflistung der Beschaltung der Pins AGND,
> AVcc und Aref machen :
Ich verstehe wirklich nicht, was da noch unklar sein soll! AVCC und 
AGND müssen immer angeschlossen werden, weil die nicht nur den ADC 
versorgen, sondern auch die Ausgangstreiber der Ports, an denen die 
Analog-Eingänge liegen. Der einzige Pin, der nur für den ADC-Betrieb 
relevant ist, ist AREF. Und an den kommt ein 100nF-Kondensator oder 
zusätzlich der Anschluss für eine externe Referenzspannung.

Die interne Referenz hat eine Abweichung vom Soll von bis zu ca. 10 %, 
was für viele Anwendungen einfach viel zu ungenau ist.

> Ist nun AVCC ein Eingang oder Ausgang...?
Das ist ein Spannungsversorgungspin, also im Sinne von I/O weder ein 
Eingang noch ein Ausgang. Deshalb heißt der auch ganz ähnlich wie der 
VCC.

> Der AVR sollte doch grundsätzlich nur mit "sauberer" Spannung versorgt
> werden, also mit 100nF usw.
Das ist aber die gleiche Spannung, die auch den Digitalteil versorgt, 
und wenn Du Dich mal etwas mit Mixed-Signal-Schaltungsdesign 
auseinandersetzt, dann wirst Du schnell feststellen, wie wichtig es sein 
kann, die Spannungsversorgungen von Digital- und Analogteil zu 
entkoppeln. Jegliche digitale Schaltvorgänge sorgen (meist auch trotz 
Abblockkondensatoren) für Stromspitzen und dadurch bedingt zu 
Spannungseinbrüchen bzw. Schwingvorgängen, die Analogsignale empfindlich 
stören können. Wenn Analog- und Digitalteil z.B. an der selben Masse 
(GND) hängen, dann kann es zu Potenzialanhebungen durch Schaltströme 
kommen. Deshalb werden i.d.R. die Massen von beiden Teilen getrennt 
geführt und nur an einem einzigen Punkt miteinander verbunden. Dann 
kann es zumindest mal keine Stromschleifen geben.

> Das die A... Pins mit 100nF gegen GND laufen sollen, ist auch klar,
> wegen evtl. "Aufschwingen".
Nö. Einfach zum Abblocken. "Aufschwingen" kann da gar nichts. Und AGND 
wird nicht über einen Kondensator mit GND verbunden, sondern direkt 
und zwar wie oben geschrieben in einem Punkt.

> Ich fände es trotzdem besser, Uref intern lt. Software einstellbar
> (Standard = 2,56 V) oder via Fusebits auf Aref umstellbar und gut.
Wieso so kompliziert? Außerdem gibt es durchaus Anwendungen, bei denen 
man evtl. zwischen mehreren Referenzen wählen können muss, und das geht 
nicht über Fusebits! Warum willst Du die gegebene Flexibilität der 
AVR-Controller einschränken?

Autor: A. Arndt (artools)
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Hallo,

ok, folgender Fall :

Ich möchte die externe Referenzspannung über Aref nutzen mit meinem 
Spindeltrimmer, 1x an 5V und einmal an Masse und der Schleifer geht an 
Aref.

Zusätzlich habe ich an Aref zu Masse noch einen 100nF.

Einige sagen jetzt, 5V auch an AVCC mit 100nF gegen GND bzw. AGND, damit 
ich also die AD-Wandler-Elektronik versorge, andere raten davon ab.

In einer alten AVR-Schaltung messe ich mit o.g. Beschaltung, AVCC in der 
Luft, unbeschaltet und es läuft...

Gruss
A. Arndt

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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A. Arndt wrote:
> In einer alten AVR-Schaltung messe ich mit o.g. Beschaltung, AVCC in der
> Luft, unbeschaltet und es läuft...
Was läuft? Das kann so technisch nicht funktionieren! Warum schaust Du 
nicht einfach mal in die Datenblätter, da steht eigentlich alles drin. 
Und dass Du mit einem nicht angeschlossenen AVCC mit dem ADC irgendwas 
Sinnvolles misst, halte ich schlicht für ein Gerücht!

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
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Johannes M. wrote:
> A. Arndt wrote:
>> In einer alten AVR-Schaltung messe ich mit o.g. Beschaltung, AVCC in der
>> Luft, unbeschaltet und es läuft...
> Was läuft? Das kann so technisch nicht funktionieren! Warum schaust Du
> nicht einfach mal in die Datenblätter, da steht eigentlich alles drin.
> Und dass Du mit einem nicht angeschlossenen AVCC mit dem ADC irgendwas
> Sinnvolles misst, halte ich schlicht für ein Gerücht!

Hab ich auch schon gesehen... und scheint zu funktionieren. Meine 
Vermutung ist, dass sich der Port dann irgendwie über die 
ESD-Schutzdioden versorgt und abraucht, sobald er mehr als ein paar mA 
treiben muss.

@Arnd:
> Betrieb ohne ADC-Funktion
AVCC an VCC, AGND an GND, 100nF von VCC nach GND, 100nF von AVCC nach 
AGND.

> Betrieb der ADCs mit interner Referenz
Spule von VCC nach AVCC, AGND an einem Punkt an GND (gleich nach dem 
Spannungsregler z.B), 100nF von VCC nach GND, 100nF von AVCC nach AGND, 
100nF von AREF nach AGND.

> Betrieb der ADCs mit externer Referenzspannung (an Aref)
Exakt wie oben, nur die externe Referenz (zusätzlich zum 100nF 
Kondensator) auch noch an AREF.

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