ADC - Innenleben

Gast #3321782
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Servus!

Ich arbeite gerade mit dem ADC eines ATMega8, und habe dabei einige 
Problemchen.
Am einen Pin(channel 1) hängt ein NTC-Spannungsteiler dran, am 
anderen(channel 0) ein 1MOhm Pull-Down Widerstand.

Beide Werte lese ich in einer Endlosschleife zeitnah aus.

Das Problem ist nun Folgendes: Anscheinend beeinflusst der NTC 
Spannungsteiler den Eingang des 1MOhm Pull-Down. Dazu ein paar Fragen:

Laut Web Recherche wird der S&H Kondensator ja vom Spannungsabfall über 
dem NTC geladen(ca. 2,5V) und hat nach Umschalten auf channel 0 nicht 
mehr die Zeit sich über den 1MOhm auf 0V zu entladen, daher der ADC Wert 
von 122 statt der gewünschten 0.

Ein dem channel 0 vorgeschalteter Impedanzwandler sollte das Problem 
wahrscheinlich lösen, nur sitzt vor dem S&H Cap. eigentlich auch ein 
Impedanzwandler - wieso zieht der den Kondensator nicht auf die 0V?

Platziere ich zwischen dem Stellen der MUX-bits und dem Beginn der 
Wandlung eine kleine Verzögerung, verschwindet das Problem. Bedeutet das 
also das der S&H Kondensator ständig mit dem am MUX gewählten Ausgang in 
Verbindung steht und erst nach Beginn der Wandlung + 1,5 clk getrennt 
wird?

Mfg.
Gast #3321801
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ATmega8-Datenblatt sagt:

"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 impedance 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."

>ein 1MOhm Pull-Down Widerstand.

Also stolze 100 mal höher als 10 kΩ. Klar gibt es dann "komische 
Ergebnisse" oder Beeinflussungen wie Du sie beschreibst. Wundert Dich 
das?

>Bedeutet das also das der S&H Kondensator ständig mit dem am MUX gewählten
>Ausgang in Verbindung steht und erst nach Beginn der Wandlung + 1,5 clk
>getrennt wird?

Es bedeutet, dass der S&H-Kondensator permanent am Ausgang des 
Input-Multiplexers hängt. Getrennt wird der niemals von irgendwas.
#3321818
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Guest schrieb:
> nur sitzt vor dem S&H Cap. eigentlich auch ein
> Impedanzwandler

Nein, da sitzt eben keiner. Du "siehst" die S/H-Kapazität von 14pF über 
eine Längswiderstand von 1...100kOhm währennd der Sampling-Zeit direkt 
am Eingangspin.

Siehe: 
http://www.atmel.com/Images/Atmel-2486-8-bit-AVR-microcontroller-ATmega8_L_datasheet.pdf
Seite 195, Figure 95. Analog Input Circuitry

Gruß Dietrich
#3321829
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LostInMusic schrieb:
> Es bedeutet, dass der S&H-Kondensator permanent am Ausgang des
> Input-Multiplexers hängt. Getrennt wird der niemals von irgendwas.

Das stimmt so nicht, siehe 
http://www.atmel.com/Images/Atmel-2486-8-bit-AVR-microcontroller-ATmega8_L_datasheet.pdf 
Seite 189:
"The ADC contains a Sample and Hold circuit which ensures that the input 
voltage to the ADC is held at a constant level during conversion."

Gruß Dietrich
Gast #3321838
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Mann das Bild hatte ich beim durchlesen glatt übersehn.

Interessant dass er nicht trennt - wäre ja der Sinn eines S&H einen 
Momentanwert unabhängig von der Signaländerung rauszupicken.

Vielen Dank für die prompten Antworten!

Mfg.
Gast #3322724
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> Bedeutet das also das der S&H Kondensator ständig mit dem am MUX
> gewählten Ausgang in Verbindung steht.

Ich hatte das gleiche "Phänomen" beobachtet und schließe daraus, dass 
Schalter vor dem S&H Kondensator nur während der Messung geöffnet ist. 
SO kommt es, dass er sich korrekt umladen kann, wenn man nach dem 
Umschalten des Mux bis zur Messung lange genug wartet.
1
Eingang --- Mux --- Schalter ---+--- ADC
2
                                |
3
                               ===
4
                                |
5
                                GND
Gast #3322730
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Hi

>Ich hatte das gleiche "Phänomen" beobachtet und schließe daraus, dass
>Schalter vor dem S&H Kondensator nur während der Messung geöffnet ist.
>SO kommt es, dass er sich korrekt umladen kann, wenn man nach dem
>Umschalten des Mux bis zur Messung lange genug wartet.

Nein, der Schalter wird vor der Messung kurz geschlossen.

MfG Spess
Gast #3322731
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Im Dokument AVR126 gibt noch einen relevanten Hinweis, der hier noch 
nicht dikutiert wurde:

Please note when switching to a differential channel (with gain 
settings), the first conversion result may have a poor accuracy due to 
the required settling time for the automatic offset cancellation 
circuitry. So it is better to discard the first sample result.
Gast #3322747
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Hi

>Wäre schön, wenn man das irgendwo nachlesen könnte. Denn meine
>Beobachtung und die von Guest passen nicht dazu.

Im Moment habe ich auch keine schriftliche Quelle. Aber im Anhang mal 
der Spannungsverlauf am ADC-Eingang. Jeweils ein Spannungsteiler mit 1k, 
10k 100k und 1M als Spannungsquelle.

MfG Spess
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