Frage zum ADC Eingang beim AVR

Bastler Gast #3448594
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Hallo,

ich beschäftige mich gerade ein wenig mit den Analogen Eingängen des 
Atmega32.

Im Datenblatt heißt es:

> 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 impedance sources with slowly varying signals, since
> this minimizes the required charge transfer to the S/H capacitor.

Der S/H Kondensator hat laut Datenblatt eine Kapazität von 14pF, um sich 
z.B. durch einen 100k Widerstand zu 99% aufzuladen benötigt er 7µs, die 
S/H-Zeit beträgt im schnellsten Fall 1,5 Taktzyklen was bei 150kHz 10µs 
entsprechen müsste. Selbst beim empfohlenen maximalen Takt von 200kHz 
des ADC müsste es mit 7,5µs noch ausreichen den Kondensator zu laden.

Habe ich irgendwas vergessen, mich verrechnet, oder sind die 10kΩ im 
Datenblatt extrem weit nach unten gegriffen?

Ladezeit des Kondensators:
5 x 100k x 14pF = 7µs

S/H Zeit:
(1 / 200kHz) x 1,5 = 7,5µs

Gruß
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Bastler Gast #3448649
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Hallo cyblord..

die Frage ist: warum werden im Datenblatt 10k oder weniger empfohlen, 
wenn selbst bei 100k und der schnellsten Taktrate der Kondensator noch 
"fast" problemlos aufgeladen werden kann?
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Karl H. #3448661
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Ich schätze mal, weil es Bauteiltoleranzen gibt, zb werden die 14pF im 
IC ein Durchschnnittswert sein.
Und um den Helpdesk vor all jenen zu schützen, die ihre Schaltungen 
gerne an die im Datenblatt angegebenen Limits ran-designen, geht man da 
dann halt ein wenig großzügiger um.
Für die meisten Benutzer wird es wurscht sein, und ob der Support am Tag 
3000 Anfragen nach dem Muster "Ich habe laut Datenblatt gerade noch in 
den empfohlenene Limits gearbeitet, trotzdem ist mein ADC Wert falsch" 
zu schützen, geht man dann eben etwas konservativer an die Sache ran. 
Die Hardcore-Fanatiker kann man so sowieso nicht abschrecken, die machen 
eh was sie wollen. Aber 99% aller Schaltungsentwickler designen auf 10k 
Quellimpedanz hin und haben keine Probleme. Was dann den Support massiv 
entlastet, der sich dann um die Frage "Warum hab ich mich per Fuse aus 
dem µC ausgesperrt" kümmern kann.


Kurzfassung:
Man dimensioniert sowieso nie irgendwas auf die absoluten physikalischen 
Limits hin. Egal ob das jetzt Autobahnbrücken oder minimale 
Eingangswiderstände sind.
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Bastler Gast #3448717
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Hallo Karlheinz,

so wird es wohl sein.. mir schien das nur so weit nach unten gegriffen 
dass ich der Meinung war irgendwas vergessen zu haben. danke :-)

> Aber 99% aller Schaltungsentwickler designen auf 10k
Quellimpedanz hin und haben keine Probleme.

Der Aufwand hält sich auch in Grenzen.. Bei höheren Quellimpedanzen 
dürfte ja ein OPV oder ein kleiner Kondensator Abhilfe schaffen.
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schrieb schrieb schrieb Gast #3448722
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Bastler schrieb:
> zu 99% aufzuladen

Der ADC hat eine Auflösung von 10 Bit, das heißt er löst 1024 
verschiedene Werte auf. Wenn man den Fehler durch den Innenwiderstand 
kleiner als 1 Digit halten möchte, muss sich der Kondensator auf 
1023/1024 des Eingangswertes aufladen. Das sind eher 99,9%, und er 
braucht entsprechend länger.

Zusätzlich hat der S/H-Schalter auch einen Widerstand. Der liegt in 
Reihe zum Innenwiderstand der Quelle.
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Ulrich Gast #3449149
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Es gibt auch nicht nur die 14 pF vom S&H Kondensator, sondern noch ein 
bisschen Kapazität vor dem Schalter, auch wenn das nur wenige pF sind. 
Der S&H Kondensator sollte schon relativ Konstant in der Kapazität sein 
- im Gegensatz zu Widerständen sind die Kondensatoren auf dem Chip recht 
präzise.
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