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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Eingangswiderstand ADC (worst case)


Autor: I. L. (Gast)
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Hi,

mir würde mal der schlimmste Eingangswiderstand eines ADC`s eines Mega 
Controllers interessieren.

Im DB (Mega16) sind dazu zwei Angaben gemacht.

Einmal von 10..100k
und 100k

Welcher Wert stimmt jetzt (worst case Fall)? 10k währe schon heftig!

Was macht eurer Meinung Sinn:

Signal kommt auf Platine an => Tiefpass => Signalaufbereitung => 
Wegstrecke zum µC => Tiefpass direkt am ADC Eingang mit z.B. (15k und 
1nF)

oder ohne Tiefpass am ADC-Input mit niedriger Impedanz, jedoch keine 
Noise-Filterung über die Wegstrecke



Gruß Knut

Autor: nicht gast (Gast)
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warum nimmst du nicht einen Spannungsfolger? So ein kleiner OpAmp sollte 
unproblematisch sein.

Ich denke aber, dass AIN NICHT der ADC-Eingang ist, sondern der des 
internen Komparators.

Autor: I. L. (Gast)
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@nicht gast
> Ich denke aber, dass AIN NICHT der ADC-Eingang ist, sondern der des
> internen Komparators.

Das habe ich auch nicht behauptet.

> warum nimmst du nicht einen Spannungsfolger? So ein kleiner OpAmp sollte
> unproblematisch sein.

Willst du pauschal für 8 Signale nur für die Impedanzwandlung 2 riesige 
SO-14 Gehäuse da hinpacken?! Nett gemeint, aber völliger Unsinn...



Knut

Autor: soundso (Gast)
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der innenwiderstand des ADC ist sehr gross ...

laut datenblatt 100 MOhm

haste doch selbst gepostet.

das schema zeigt nicht den typischen innenwiderstand ...

Autor: U.R. Schmitt (Gast)
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Das kommt auf deine Abtastfrequenz an. In dem Datenblatt steht doch daß 
der Eingangswiderstand 100MOhm ist, aber du hast einen Analogschalter 
und einen Sample and Hold Kondensator, je weniger Zeit zu vom Umschalten 
des Kanals bis zum Messen hast desto niederohmiger muss deine Quelle 
sein.
Das Bild zeigt die Ersatzschaltung incl. Anaogschalterwiderstand und S&H 
Kondensator.
Der integrierte AD Wandler, S&H Stufe und Analogmultiplexer sind halt 
nicht Ulta High Quality. Wenn du es besser brauchst bleibt nur externe 
Impedanzwandlung oder externe bessere Wandler nehmen.

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

>Ich denke aber, dass AIN NICHT der ADC-Eingang ist, sondern der des
>internen Komparators.

Und wieso steht da 'Table 122. ADC Characteristics (Continued)' darüber?

MfG Spess

Autor: I. L. (Gast)
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Ok, halt Stop!

I. L. schrieb:
>> Ich denke aber, dass AIN NICHT der ADC-Eingang ist, sondern der des
>> internen Komparators.
>
> Das habe ich auch nicht behauptet.

Habe mich selber verlesen, sorry. Im "ADC2" ist die Rede von 100MOhm 
nicht 100kOhm.

Im "ADC" ist die Rede von 10k bis 100k.
Das Schema zeigt auch nur das ESB für die Sample and Hold Funktion.

Aber warum schreibt man dann [ADC3],

EDIT:

Demnach müsste diese Version
> oder ohne Tiefpass am ADC-Input mit niedriger Impedanz, jedoch keine
> Noise-Filterung über die Wegstrecke
am Besten sein, evtl. noch einen 100pF direkt am ADC-Eingang OHNE R.



Knut

Autor: Anja (Gast)
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I. L. schrieb:
> am Besten sein, evtl. noch einen 100pF direkt am ADC-Eingang OHNE R.

Ich glaube ihr habt den ADC noch nicht ganz verstanden:
Meine Aussagen gelten für den Single Ended Mode.
Den Differential Mode habe ich noch nie benutzt.

Die Aussage: The ADC is optimized for analog signals with an output 
impedance of approximately 10 kΩ or less.
bezieht sich im wesentlichen auf den maximalen Leckstrom des Pins (1uA). 
Der Leckstrom (u.a. durch die Eingangsschutzdioden) ist 
temperaturabhängig und tritt vor allem bei hohen Temperaturen auf. 1uA * 
10k = 10mV also etwa 2 Digits von 10 Bit wenn die Referenz 5V beträgt. 
Andere Hersteller geben in neueren Datenblättern aus diesem Grund 2,5K 
als maximale Quellimpedanz an um bei 1uA auf 0,5LSB Fehler über den 
Temperaturbereich zu kommen.

Die 14pF S&H-Kapazität sind gesondert zu berücksichtigen. Hier gibt es 2 
Möglichkeiten:

1. man gibt dem ADC genügend sample-Time so daß sich der Kondensator mit 
internem + externem Widerstand auf einen Restfehler von kleiner 1 LSB 
aufladen kann. (so mindestens 8-9 Tau)

2. man schaltet einen Kondensator direkt an den Eingang. Der muß 
allerdings mindestens Faktor 2000 größer sein als die internen 14 pF 
damit beim Umladen der interne Kondensator mit max 0,5 LSB Fehler 
aufgeladen wird.
Der Leckstrom den man in diesem Fall zu berücksichtigen hat sind die 1uA 
und der Umladestrom (switched capacitor) der abhängig von der Meßrate 
ist.
Im Worst case bei 14kHz ADC-Rate und 5V Eingangssignal wären dies auch 
noch mal 1uA (I = C  U  f). Vorausgesetzt der S&H kondensator wird 
jedesmal auf 0V entladen.

Gruß Anja

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