STM32 ungewöhnliches ADC-Problem

[public (Gast)]

Hallo zusammen,

wie im Betreff verwende ich einen STM32 (STM32F051xxx).

Die Aufgabe: Messen einer Spannung über Spannungsteiler 100k zu 10k und 
Kondensator von 10nF direkt am ADC-"beinchen".

Das ungewöhnliche an der Messung, der STM32 scheint bei einer Zykluszeit 
von 1.5 den externen Kondensator aufzuladen (e-verhalten, tau = 100µs, 
Sättigung bei ca. +40mV auf Grundspannung). Bei 239.5 Zyklen tritt diese 
Aufladung nur sehr gering auf (ca. 3-4mV).

Die bisherige Vermutung: Bei kurzer Zykluszeit spuckt der ADC sein 
vollen Leckstrom von 1µA, und lädt damit Stück für Stück den externen 
Kondensator.

Ist die bisherige Vermutung Spinnerei? Kann sich jemand einen Reim auf 
das Phänomen machen?

Beste Grüße
public

[Meier (Gast)]

Entweder eine längere Zykluszeit einstellen, oder den AD-Wandler 
niederohmig anbinden (Impetanzwandler). Es kann sein, das bei der 
Messung (wenn der intere MUX (STM) geschalten wird) es zu einem 
Ladungsausgleich kommt und dadurch eine Signalspitze ungewollt entsteht, 
welche genau mit den 1,5us Integrationszeit gemessen wird. Bei einer 
längeren Integrationszeit ist das Phänomen kaum spürbar.

[(prx) A. K. (prx)]

Andere mögliche Erklärung: Der ADC enthält einen kleinen Kondensator als 
Sample&Hold Stufe. Dieser Kondensator wird durch den ADC-Eingang auf- 
oder entladen. Alterniert man zwischen einer Messung einer hohen 
Spannung und der Messung einer externen Kondensatorspannung mit hohem 
Quellwiderstand, dann erhält man eine Art Ladungspumpe, in der der 
externe Kondensator sukzessive durch den internen Kondensator aufgeladen 
wird. Der Effekt pro Messung ist winzig klein, aber bei hoher 
Messfrequenz kann sich das aufsummieren, wenn der Quellwiderstand der 
externen Kondensatorspannung gross genug ist.

[Tilo L. (Gast)]

Im Reference Manual steht immer genau drin, mit welcher Quellimpedanz 
welche Samplezeit benötigt wird. Mit deinen 100k wirst du jenseits von 
allem sein.

[(prx) A. K. (prx)]

Tilo L. schrieb:
> Im Reference Manual steht immer genau drin, mit welcher Quellimpedanz
> welche Samplezeit benötigt wird. Mit deinen 100k wirst du jenseits von
> allem sein.

Nur ist die Quellimpedanz für diese Betrachtung der Innenwiderstand 
des externen 10nF Kondensators. Und der ist klein genug.

[m.n. (Gast)]

A. K. schrieb:
> Nur ist die Quellimpedanz für diese Betrachtung der Innenwiderstand
> des externen 10nF Kondensators. Und der ist klein genug.

Bei welcher Frequenz? :-)
Es ist der Leckstrom, der durch die vielen Abtastungen am 
Eingangswiderstand (100k || 10k) einen Spannungsabfall in Richtung 
AVcc/2 hervorruft.
Daher entweder langsamer abtasten oder Eingangssignal puffern.

[public (Gast)]

Hallo zusammen,

besten Dank für die Antworten/Anregungen. Ich habe die Abtastung auf die 
längste Zykluszeit eingestellt. Damit ist, wie oben beschrieben, die 
geringste Abweichung zu erwarten.

Beste Grüße
public

[m.n. (Gast)]

Diesen eigentlich unerwünschten Effekt nutze ich bei der Abfrage einer 
Touch-Folie ab. Die x-Folie lege ich auf GND und die y-Folie tastet ein 
ADC-Kanal mit hoher Geschwindigkeit ab, was am Eingangskondensator (1nF) 
zu einer deutlich positiven Spannung führt. Wird die Folie gedrückt, 
sinkt die Spannung an y auf <10% AVcc und der Tastendruck wird 
ausgewertet.