Maximale Spannung aus ADC

[xolom (Gast)]

Hallo.

Eine ähnliche Frage wurde zwar schon öfter gestellt, leider hab ich aber 
hierfür keine richtige Antwort finden können.

Um beim ADC die Spannung zu erhalten muss ja bekanntlich folgende Formel 
verwendet werden (12 Bit Auflösung):

$$Spannung = ADC_Wert * Ref_Spannung / 4096$$

Wenn ich jetzt den Divisor von 1024 verwende, kann man nie auf die 
Spannung der Referenz kommen.
Bsp:

$$4095 * 3,3 / 4096 = 3,2991$$

Somit können theoretisch nie die vollen 3,3 Volt erreichen.
Bei dieser Auflösung wäre es vernachlässigbar, aber trotzdem verfälscht 
es das Ergebnis.

[Дуссель дук (Gast)]

Nee. Ein Bit ist um ein millivolt. Eine Spannung kleiner als dieses 
milivolt ergibt eine Null. Desgleichen, im letzten millivolt unter dem 
Maximum ergibt es die maximale Zahl, 2^N-1. Wenn das nich genuegend 
gemnau ist, sollte man die N erhoehen. Die Issue allerdings bleibt.

[Clemens S. (zoggl)]

laut tutorial: http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-Tutorial:_ADC

$$Spannung = ADCwert \cdot \frac {Referenzspannung} {Maximalwert+1}$$

hier bei kannst du aber frei entscheiden, ob du die untere oder die 
obere Grenze ausgeben willst.
beispiel: (auch aus dem tutorial)

     Volt    Wert vom ADC

      0 -+
         |         0
      1 -+
         |         1
      2 -+
         |         2
      3 -+
         |         3
      4 -+
         |         4
      5 -+

bei einem ADC wert von 2 kannst du entweder 2V ODER 3V ausgeben, der 
analoge wert liegt irgendwo dazwischen. im Artikel wir immer der untere 
ausgegeben. das ist aber kein muss.

[Karl H. (kbuchegg)]

xolom schrieb:

> Somit können theoretisch nie die vollen 3,3 Volt erreichen.
> Bei dieser Auflösung wäre es vernachlässigbar, aber trotzdem verfälscht
> es das Ergebnis.


Das Ergebnis verfälscht es sowieso, weil dir der ADC NICHT sagt, wie 
groß die Spannung absolut ist, sondern in welchem Bereich sich die 
gemessene Spannung bewegt. Egal welchen Wert du ausgibst, er wird in den 
meisten Fällen falsch sein.

Um in deinem Beispiel zu bleiben. Ein Wert von 4095 bedeutet eben nicht, 
dass die Spannung 3.3V ist, sondern das die gemessene Spannung irgendwo 
im Intervall 3.2991V und 3.3V liegt. Auch eine gemessene Spannung von 
3.2995V würde ein Ergebnis von 4095 bringen. 3.2995V ist aber nicht 3.3V

[Marian (phiarc)]

Karl Heinz schrieb:
> 3.2995V ist aber nicht 3.3V

Auf drei Stellen gerundet schon (3.2995 V => 3.30 V = 3.3 V). Und das 
ist dann auch schon alles — wenn ich einen 12 Bit ADC habe muss ich das 
Ergebnis auf log(2**12) ~ 3.5 Stellen runden (und das dranschreiben, 
aber bei vielen Arten der Darstellung, etwa mit führenden Nullen oder 
auf eine 7-Segment-Display ist das ja durch die Darstellung klar).

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

xolom schrieb:
> leider hab ich aber hierfür keine richtige Antwort finden können.
Die Antwort, die du gefunden hast, ist korrekt:
xolom schrieb:
> Somit können theoretisch nie die vollen 3,3 Volt erreichen.
Schon der ADC kann eigentlich mit einem Eingangswert gleich Vref nichts 
mehr anfangen...

> ... verfälscht es das Ergebnis.
Du kannst ja "einfach" wie deine Zeitgenossen, die sich an diesem Topic 
stören und bei Vollausschla 3,3V sehen möchten, die Steigung der Geraden 
ein wenig anheben und den Fehler sehenden Auges so "umschreiben":

$$4096 * 3,3 / 4096 = 3,3$$

Der Fehler ist dann nicht mehr "sichtbar", sondern in einer 
Nichtlinearität versteckt. Und du kannst sagen:
> Bei dieser Auflösung wäre es vernachlässigbar