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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ADC und DAC als Referenz


Autor: F. V. (coors)
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Hi,

Ich habe eine relativ grundlegende Frage zu ADCs. Im moment benutze ich 
meistens ATMega644Ps, aber gelegentlich auch ATMega128 und ATTiny2313.

Bisher fand ich es immer recht nervig aus dem ADC ordentliche Ergebnisse 
zu bekommen, wenn sich Versorgungsspannung und Temperatur aendern 
koennen.

Da ich nur kleine Schaltungen fuer mich selber habe kommt es auf nen 
Euro mehr oder weniger nicht wirklich an, das Ergebnis soll allerdings 
ordentlich sein.

Daher nun die eigentliche Frage: Ist ein MCP4822 ( 
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21953a.pdf ) die beste 
Loesung als stabile Referenz? Das Datenblatt sagt der T-Koeffizient ist 
50 ppm / C, daher wird das Problem geloest sein. Allerdings finde ich 
keine Angabe darueber was passiert wenn die Versorgungsspannung von 5.1V 
bis 4.5V schwankt.

Der Gedanke ist einfach nen Sack der Referenz DACs zu kaufen, jeden 
einzeln zu kalibrieren und dann niemals wieder Probleme mit Drift bei 
ADC Wandlungen zu haben. Wird das so funktionieren oder ist das Ganze 
das Geld nichtmal wert?

Falls die was taugen sollte man ja auch den Messbereich von 4.096V auf 
2.048V, 1.024V, 0.512V und 0.256V umschalten koennen, was der Aufloesung 
zugute kommt.

Danke fuer eure Meinungen!
Felix

Autor: Zorc (Gast)
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Den Messbereich umzuschalten bringt wenig, da controllerinterne ADCs 
durch das Rauschen limitiert sind.

Autor: F. V. (coors)
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Oh, dann verstehe ich nicht ganz genau wozu man von AVCC auf interne 
Referenzen mit ~2V und ~1V umschalten kann? Ist also sogar ne 
Bereichsumschaltung auf 1.024V schon komplett sinnlos?

Autor: F. V. (coors)
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Kann hier vielleicht jemand mit mehr Erfahrung sagen wie er ne stabile 
Referenz fuer seine ADCs auslegt?

Da scheint es wenig Anhaltspunkte fuer zu geben...

Danke

Autor: Anja (Gast)
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Hallo F.

Du schreibst nicht welche Stabilität Du brauchst.

Allerdings bin ich bei den 10-Bit ADCs des ATMEGA bisher immer mit einem 
LP2951A als "Referenz" bzw. als Spannungsregler ausgekommen.
(0.5% typ. Grundgenauigkeit und 20ppm/K typ. Drift)

http://www.national.com/ds/LP/LP2950.pdf

Bei 24 Bit A/D-Wandlern muß man natürlich mehr Aufwand treiben um 
reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten.

Da ist man auch schnell mit Referenzen <3 ppm/K am Limit.
Zumal einem da noch andere Effekte das Leben schwer machen wie z.B. der 
Piezo-Effekt wenn Kräfte auf die Leiterplatte einwirken (bis ca 0,5mV 
Spannungsänderung) oder thermische Hysterese (20-30 ppm) sowie Alterung 
20-30 ppm/1000h.

Ein paar von meinen Erfahrungen sind in einem anderen Tread von mir:
Beitrag "Erfahrungen mit Hysterese und Alterung von Referenzspannungsquellen?"

Autor: Bernd N (Gast)
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>> und dann niemals wieder Probleme mit Drift bei ADC Wandlungen zu haben.

Erklär mal was du genau willst ? oder was das Problem ist ? die Streuung 
der internen Referenzspannung ?

Autor: F. V. (coors)
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Sagen wir ich mache Messungen mit der internen Referenz (2.56V). 
Datenblatt sagt fuer die interne Referenz 2.33V - 2.77V (ATMega 644P).

Dann sollte ich ja wenn ich 1V zum Messen anlege irgendwas zwischen 370 
und 439 auf dem ADC Messen.

Nun moechte ich sicher sein, dass sich dieser Wert nicht aendert auch 
wenn ich die Temperatur oder Versorgunsspannung des AVR aendere.


Hier ist was ich nicht moechte:

Bei 5 Grad und 5.1V Versorgungsspannung messe ich 380.
Bei 5 Grad und 4.6V Versorgungsspannung messe ich 375.
Bei 40 Grad und 5.1V Versorgungsspannung messe ich 393.
Bei 40 Grad und 4.6V Versorgungsspannung messe ich 385.

Was ich moechte:
Bei allen 4 Beispielmessungen den selben Wert messen. Dabei ist es mir 
egal ob es 370 oder 410 ist, hauptsache der Wert ist konstant.

Dabei dachte ich mir nun: Wenn ich schon das Geld fuer ne externe 
Referenz ausgebe, dann kann ich auch direkt eine nehmen, die mir 1.024V, 
2.048V und 4.096V generieren kann.

Hoffe ich habe mich nun klar genug ausgedrueckt.
Vielen Dank fuer die Antworten!

Felix

Autor: Plodderer (Gast)
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Eine 2.5V Referenz tut es auch.

Autor: Bernd N (Gast)
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Bei 5 Grad und 5.1V Versorgungsspannung messe ich 380.
Bei 40 Grad und 5.1V Versorgungsspannung messe ich 393.
Range 380 - 393 => diff: 13

Bei 5 Grad und 4.6V Versorgungsspannung messe ich 375.
Bei 40 Grad und 4.6V Versorgungsspannung messe ich 385.
Range 375 - 385 => diff: 10

Jetzt würde ich noch gerne wissen wie deine Software aussieht. Ich denke 
du mittelst schon über eine gewisse Anzahl von Messungen ?

Prüft deine Software ob sich die Versorgungsspannung verändert ? Ich 
behaupte mal das du diesen Drift mittels Software kompensieren kannst.

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