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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Referenzspannung von ADC


Autor: Fabian K (Gast)
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Hallo Zusammen,

ich möchte mal gerne wissen worauf ich bei der Referenzspannung achten 
soll wenn ich gleichzeitig 4 analogen Eingänge mit 4 Potentiometer 
anschließen möchte. Die Referenzspanung liegt zwischen 2,5v und 5V.
kann ich als Referenzspannung 5V für alle 4 Eingänge nehmen.

Gruß
Fabian K

Autor: Huch (Gast)
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>Die Referenzspanung liegt zwischen 2,5v und 5V.

Wodurch ist das vorgegeben? Durch die Verfügbarkeit Deiner 
Referenzspannungsquellen oder durch die Grenzen des AD-Wandlers?

An sich verstehe ich die Frage nicht: Zumindest schreibst Du nicht wie 
Du auf die Frage kommst.

Meinst Du die Anzahl der benutzten Eingänge hätte irgendwie Rückwirkung 
auf die Wandlung, so das die Ref-Spannung angepasst werden muss? Wenn 
ja, warum?

Oder meinst Du die Belastung der Ref-Spannung würde sich ändern? Wenn 
ja, warum?

Oder ein anderer Grund? Wenn ja, welcher?

Autor: Fabian K (Gast)
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Huch schrieb:
> Meinst Du die Anzahl der benutzten Eingänge hätte irgendwie Rückwirkung
> auf die Wandlung, so das die Ref-Spannung angepasst werden muss? Wenn
> ja, warum?

ja genau das beschäftigt mich gerade! Ich wollte die Vref einfach mit 5V 
versorgen.

Autor: Huch (Gast)
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>Ich wollte die Vref einfach mit 5V versorgen.

Das an sich ist noch kein Problem.

Ich vermute aber, Du meinst, das der Referenzspannungseingang einfach an 
die Spannungsversorgung des AD-Wandlers (und/oder eines uC) 
angeschlossen wird. Das kann ein Problem sein und ist es in der Regel 
auch. Die Referenzspannung sollte immer irgendwie von der "normalen" 
Spannungsversorgung abgekoppelt sein, denn die Schaltvorgänge im 
AD-Wandler oder auch uC haben immer auch Rückwirkungen auf ihre 
Versorgung. Und in Deinem Fall hätten sie auch Rückwirkungen auf die 
Referenzspannung.

Welche Maßnahme zur Entkopplung tatsächlich notwendig sind, hängt von 
der Gesamtschaltung, genauer von der Anzahl, Art und Stromverbrauch der 
sonstigen Bauelemente die an der selben Spannung hängen ab.

Im einfachsten Fall, nimm eine Kombination von Induktivität und 
Kapazität.
Man kann die Referenzspannung auch niedriger machen und über einen 
zweiten Regler bzw. Referenzspannungsquelle die Vref erzeugen.

Die tatsächliche Höhe der Referenzspannung hängt aber wiederum davon ab, 
was Du wie genau messen willst.

Aber da wir noch nichts über die tatsächliche Schaltung wissen, können 
wir das nichts wirklich sinnvolles anraten. Mache bitte mehr Angaben 
über die Aspekte die hier erwähnt sind.

Autor: Peter R. (pnu)
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Wenn man zuerst einmal vom AD-Wandler in einem atmega8 spricht:

Der Atmega hat intern nur einen Wandler, dazu einen Umschalter, mit dem 
man 8 verschiedene Eingänge auswählen kann.

Üblicherweise schaltet man zwar die Eingänge um, nicht aber die 
Referenzspannung. Da haben die Eingänge keinen gegenseitigen Einfluss.

Als Referenzspannung kann man durch Umschalten verschiedene 
Möglichkeiten wählen: Die intern erzeugte Referenzspannung ( beim 
atmega8 ca.2,5 V).
eine extern angelegte Referenzspannung, die an VCC angelegte Spannung.

Man könnte zwar zwischen den Messungen die Referenz wechseln, aber das 
würde viele Befehle dauern und die notwendigen Wartezeit, bis die neue 
Referenzspannung stabil ist, ist eigentlich nicht festgelegt.

Autor: Huch (Gast)
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So würde das mit einem LC-Filter aussehen.

                         _
       .---------.   .---UUU- -------o-------|
       |         |   |               |       |
       |  7805   |   |              ---      |
       |         |   |              ---      |
       '----.----'   |               |       |
            |        |               |       |
            |        |              ===      |
            o--------o--------.     GND      |
            |                 |              |
       .----'----.      .-----o-----.        | VRef
       |         |      |           |        |
       |   uC    |      |    AD     ---------|
       |         |      |           |
       |         |      |           |
       '---------'      '-----------'

Autor: Huch (Gast)
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So mit einem extra Referenzspannungsregler.
Möglicherweise muss der noch einen eigenen Vor-Regler bekommen.




                                 .---------.
       .---------.               |         |
       |         |      Vcc      |         |
  --o---  7805   ------------o----   uC    |
    |  |         |           |   |         |
    |  |         |           |   |         |
    |  '---------'           |   '---------'
    |                        |
    |                        |
    |                        |
    |                        |
    |  .----------.          |   .---------.
    |  |          |          '---.         |
    |  |          |              |         |
    '--oRef-Regler|              |         |
       |          ----------------    AD   |
       |          |     VRef     |         |
       '----------'              |         |
                                 '---------'

Autor: Peter R. (pnu)
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Wenn ratiometrisch gemessen wird, also z.B. mit einem Spannungsteiler, 
bestehend aus Festwiderstand und NTC, der aus VCC gespeist wird, ist es 
sogar gut, wenn als Referenz des Wandlers VCC genommmen wird. Dann haben 
Änderungen von VCC solange keine Auswirkung, wenn VCC sich während einer 
Messfolge nicht ändert.

Da muss man darauf achten, dass VCC stabil in bezug auf einen Messzyklus 
bleibt.

Also möglichst keine "Großverbraucher" während der Messzeit umschalten. 
VCC mit großem Kondensator puffern. präzisen Spannungsregler 
verwenden....

Autor: Fabian (Gast)
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Hallo Huch

der Spannungsregler 7805 benutze ich ja auch. Mit der Ausgangspanung des 
Sapnnungsregler 5V versorge den Mikrocontroller, die AVCC(analoge 
Versorgung)und die Vref.
Alle werden mit 5V versorget. Da ich jetzt 4 analoge Eingänge mit 4 
Potentiometer anschließen möchte , mache ich mir doch Gedanken ob es 
doch besser ist die Vref extra versorgen muss.
Wie soll ich die erste Schaltung dimensioniern? ich meine LC Filter
und ist die Vref dann stabil?

Gruß
F

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Fabian schrieb:

> Alle werden mit 5V versorget. Da ich jetzt 4 analoge Eingänge mit 4
> Potentiometer anschließen möchte , mache ich mir doch Gedanken ob es
> doch besser ist die Vref extra versorgen muss.

Nein. Wozu?
Du kannst dowieso immer nur einen ADC Eingang mit der Referenzspannung 
verlgeichen lassen. Ob du 1 oder alle 8 Eingänge des ADC benutzt, ist 
für die Referenzspannung unerheblich.

Und deine 4 Potis: So stark werden die die Versorgungsspannung ja nicht 
belasten, dass dir die einbricht.

> Wie soll ich die erste Schaltung dimensioniern? ich meine LC Filter
> und ist die Vref dann stabil?

Wenn man es hochpräzise machen will, dann macht man das so. In über 95% 
aller Fälle reicht es für den Hausgebrauch aus, einfach 100nF an den 
AREF-Pin gegen Masse zu schalten und µC-intern die Vcc als Referenz zu 
benutzen.

Autor: Beginner (Gast)
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Karl heinz Buchegger schrieb:
> einfach 100nF an den
> AREF-Pin gegen Masse zu schalten und µC-intern die Vcc als Referenz zu
> benutzen.
>
>
>
>     Beitrag melden | Bearbeiten | Löschen |

heisst das für den Fall brauche ich die Vref nicht mit 5V versorgen?

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Beginner schrieb:
> Karl heinz Buchegger schrieb:
>> einfach 100nF an den
>> AREF-Pin gegen Masse zu schalten und µC-intern die Vcc als Referenz zu
>> benutzen.
>>
>>
>>
>>     Beitrag melden | Bearbeiten | Löschen |
>
> heisst das für den Fall brauche ich die Vref nicht mit 5V versorgen?

Ganz genau.
Den Vref hängst du mittels 100nF an Masse. Der Kondensator hat die 
Aufgabe, die Referenzspannung noch ein bischen zu stabilisieren.
Aber die eigentliche Referenzspannung wird µC-intern erzeugt. Da stellt 
dir der Mega ein paar Referenzspannungen zur Verfügung.
Einzige Ausnahme: Kommt man mit der Auswahl der vorhandenen 
Referenzspannungen nicht weiter, weil man eine andere Spannung als 
Referenz braucht, dann schaltet man den VRef auf extern und legt selber 
eine Spannung an.

Aber all das steht eigentlich auch im
* Datenblatt
* AVR-Tutorial
* AVR-GCC-Tutorial

Autor: Fabian (Gast)
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Für meine Anwendung habe ich eine fertige Platine(PCAN Micromod) von Fa. 
PCAN Systemtechnik. Ich kann auf den Mikrocontroller nur eine 
Konfigration laden. Das heisst ich die analogen Eingänge defenieren und 
skalieren aber eine Referenzspannug kann ich intern nicht erzeugen.
Was hat das von Nachteile wenn ich die Vref von VCC(Versorgung des 
Mikrocontrollers) nicht abgekoppelt habe. Ich meine wenn ich den 
Mikrocontroller und Vref beide mit 5V versorge?
Oder ist es besser wenn ich einen RC oder LC Filer baue damit ich dann 
die Vref extra versorgen kann

Gruß
F

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