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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ADC-Pin benötigter Strom


Autor: Matze (Gast)
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Hallo,

ich würde gerne wissen, wo ich Informationen darüber bekommen kann, 
wieviel Strom in den ADC-Pin fließen müssen, damit der noch die Spannung 
am Eingang wandeln kann?

(ATMega324 z.b.)

Dankeschön.

Grüßchen
Matze

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Im Datenblatt.
Abteilung DC-Characteristics.
Kapitel Eingangswiderstand.

Autor: ADC (Gast)
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ein bisschen?
sonst -> Datenblatt

Autor: Hauspapa (Gast)
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Im aktuellen Datenblatt zum ATmega324P z.B.

Kapitel 25.8. / Seite 335
Electrical Characteristics / ADC Characteristics

Autor: Matze (Gast)
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Ist das damit gemeint?

RREF Reference Input Resistance 32 kΩ

Wenn ich das jetzt richtig verstehe, z.B. bei einem Spannungsteiler:

Ich habe die Widerstände R1 und R2. Der Spannungsabfall an R2 geht auf 
den ADC. Und dieser Widerstand darf nicht größer als 32k sein oder der 
von R1 und R2 zusammen?

Danke für die schnelle Hilfe

Grüßchen
Matze

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Matze schrieb:
> RREF Reference Input Resistance 32 kΩ
Das ist ein anderer Pin!
Such mal nach
AREF This is the analog reference pin for the Analog-to-digital Converter.

Für die ADC-Pins gilt:
RAIN Analog Input Resistance 100 MΩ

Autor: Matze (Gast)
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Hi,

danke für die super schnellen Antworten.

Noch eine letzte Frage/Annahme:

Wenn ich jetzt davon ausgehe, dass die Spannung am ADC max 5V sein kann 
und die Widerstandwerte max. 100 MegOhm, dann braucht da nur ein Strom 
von 5/100Meg = 50 nA fließen?

Dankesehr.

Autor: Udo Schmitt (urschmitt)
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Lothar Miller schrieb:
> RAIN Analog Input Resistance 100 MΩ

Matze schrieb:
> enn ich jetzt davon ausgehe, dass die Spannung am ADC max 5V sein kann
> und die Widerstandwerte max. 100 MegOhm, dann braucht da nur ein Strom
> von 5/100Meg = 50 nA fließen?

Das gilt aber nur für den rein statischen Betrieb. Da gibts garantiert 
auch Angaben über die maximale Impedanz des zu messenden Signals für 
eine bestimmte Messdauer.
Du hast immer parasitäte Kapazitäten die geladen werden müssen und zudem 
hat den AD Wandler ein Sample&Hold Glied mit einem Kondensator. Diese 
Kapazitäten müssen geladen werden, und je größer der Innenwiderstand 
deiner zu messenden Spannung, desto länger dauert es bis die Kapazität 
entsprechend genau geladen ist, bzw. je kürzer du wartet, desto größer 
wird dein Fehler.

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
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Der Regen ("Rain")-Wert allein reicht nicht.
Du hast nen S/H-Kondensator drinnen (14 pF), der muss aufgeladen werden. 
Wenn du da mit 100MOhm dran gehst, musst du auch lang genug warten.

Oder einen externen Kondensator zwischen ADC-Pin und AGND vorsehen, der 
die Ladung für den S/H bereitstellt.

Auch die Leckströme am Pin (siehe Ersatzschaltbild) spielen dann stärker 
mit rein.

Hier ein Zitat aus einem AVR-Datenblatt dazu:
The ADC is optimized for analog signals with an output impedance of approximately 10 kΩ or
less. If such a source is used, the sampling time will be negligible. If a source with higher imped-
ance is used, the sampling time will depend on how long time the source needs to charge the
S/H capacitor, with can vary widely. The user is recommended to only use low impedant sources
with slowly varying signals, since this minimizes the required charge transfer to the S/H
capacitor.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Matze schrieb:
> dann braucht da nur ein Strom von 5/100Meg = 50 nA fließen?
Es braucht gar kein Strom zu fließen.
Das ist ein typischer Wert, er kann auch höher oder niedriger sein...

Fazit ist: wenn dein Spannungsteiler mindestens den Faktor 1000 
niederohmiger ist, dann bekommst du auch das letzte Bit noch aufgelöst.

Allerdings gibt mir da noch die Angabe
Input Leakage Current I/O Pin   1µA
noch zu denken, denn der ADC-Pin ist doch gleichzeitig auch ein 
"normaler" IO-Pin...  :-/

EDIT:
Εrnst B✶ schrieb:
> The ADC is optimized for analog signals with an output impedance
> of approximately 10 kΩ or less.
Das würde aber m.E. mit in die Abteilung "Elektrische Kennwerte" 
gehören. Wenigstens als Fußnote... :-/

Autor: Hauspapa (Gast)
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Wenn Du in Versuchug kommen solltest an die Grenzen der Hochohmigkeit zu 
gehen, kannst Du noch nette Sachen mit kapazitiver und induktiver 
Kopplung erleben. Wenn die Stöhrungen synchron zum uC und damit auch 
synchron zum ADC sind, verschwinden sie manchmal nichtmal beim Filtern.

Autor: Matze (Gast)
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Ok, danke sehr.

Ich werde es mal testen, wie hochohmig ich werden kann. Der ADC müsste 
bei mir auch nicht mal sonderlich schnell wandeln - der hat ein paar ms 
Zeit dazu; also könnte ich ja höherohmiger werden, denke ich.

Grüßchen
Matze

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