Hallo, ich möchte gerne mit einem Mikrocontroller (LAUNCHXL-28069M) ganz einfach eine Gleichspannung (0-3,3V) über ein Potentiometer einlesen. Jetzt habe ich sehr oft gelesen, dass es gut sein kann das man einen Operationsverstärker als Impedanzwandler zwischen Poti und ADC hängen soll, um den ADC nicht so stark zu belasten. Der ADC hat einen Eingangswiderstand von 3,4kOhm und dahinter kommt der Sample-Kondensator mit 1,6pF. WIe sind eure Erfahrungen? Danke für eure Antworten!
Tobias schrieb: > um den ADC nicht so stark zu belasten. Umgekehrt wird'n Schuh draus! Der ADC sollte die Quelle nicht belasten, ist diese hochohmig, in Bezug auf den ADC, muss ein Impedanzwandler davor.
Tobias schrieb: > um den ADC nicht so stark zu belasten. Nein, da hast du was falsch verstanden. Um die Quelle nicht so stark zu belasten ist richtig. Wenn du eine hochohmige Spannung messen möchtest, dann hilft z.B. ein Spannungsfolger, dessen Ausgang dann auf den ADC geht.
Habe das aus dem Beitrag: Beitrag "Re: Potentionmeter" angepasst. http://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?cct=$+1+0.000005+10.20027730826997+50+5+50%0Av+64+256+64+192+0+0+40+3.3+0+0+0.5%0Ag+64+304+64+336+0%0A174+176+144+176+240+0+10000+0.5+Resistance%0A174+384+128+384+224+0+10000+0.5+Resistance%0Aw+64+192+64+112+0%0Aw+384+112+384+128+0%0Aw+176+144+176+112+0%0Aw+176+240+176+272+0%0Aw+176+272+64+272+0%0Aw+64+272+64+256+0%0Aw+64+304+64+272+0%0Aw+176+272+384+272+0%0Aw+384+272+384+224+0%0Aw+64+112+176+112+0%0Aw+176+112+384+112+0%0Ap+272+192+272+384+1+0%0Ap+512+176+512+384+1+0%0Aw+192+192+272+192+0%0Aw+400+176+512+176+0%0Aw+272+384+512+384+0%0Aw+272+384+176+384+0%0Aw+176+384+176+272+0%0Ar+592+208+592+336+0+3400%0Aw+512+176+592+176+0%0Aw+592+208+592+176+0%0Aw+592+336+592+384+0%0Aw+512+384+592+384+0%0A
Tobias schrieb: > Der ADC hat einen > Eingangswiderstand von 3,4kOhm und dahinter kommt der Sample-Kondensator > mit 1,6pF. Tobias schrieb: > über ein Potentiometer einlesen. Das ergibt einen belasteten Spannungsteiler! Beitrag "Belasteter Spannungsteiler" o. http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0201111.htm Und der Kondensator kommt natürlich auch nich zu kurz. http://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/0205301.htm Im Schmierblatt... ääh Dabla, könnte auch was dazu stehen.
Oh, ja klar! Die Quelle wir belastet. Für DC-Signale müsste der Sample-Kondensator aber doch ein unendlich großer Widerstand sein, oder? Also bräuchte ich doch keinen Impedanzwandler. In dem Datenblatt konnte ich leider nichts finden dazu, nur die Ersatzschaltung des ADC-Eingangs.
Wenn es nur um das Poti geht, such' einen zum ADC passenden Wert aus. Manchmal kann man mit einem Kondensator, vom Schleifer zur Masse, noch etwas rausholen. Kommt aber auf die Umstände an. Sonst brauchst Du einen Verstärker (Impedanzwandler) vor dem Wandler.
Ok, ich wollte eh vorher eine kleine Testplatine löten, dann kommt zum ausprobieren noch eine Impedanzwandler mit rauf. Es ist jedoch notwendig auch bis auf 0V runterzukommen. Rail to Rail OP schaffen das ja auch nicht ganz, oder? Ich wollte dann eine symmetrisch (+-15V) versorgten OP (z.B. LM358) nehmen. Ist ok denke ich, oder?
Bei meinem falstd link oben kannst Du sehen was passiert wenn Du verschiedene Poti einsetzt. Je größer der Widerstand, desto weniger linear die Spannung. In deinem Fall wäre das aber mit einem 1k Poti zu vernachlässigen und belastet die Quelle mit ca. 4,5mA.
Mach nen 100nF an den MUX-Eingang, der reicht dicke, um den S&H-Kondi zu laden. Als Poti nimm 10..100k.
Peter D. schrieb: > Als Poti nimm 10..100k. Aber nur mit Wandler. Sonst wird es eng bei 3k4 Eingangswiderstand.
Tobias schrieb: > Für DC-Signale müsste der Sample-Kondensator aber doch ein unendlich > großer Widerstand sein, oder? Noch ma überlegen! Wann trifft diese Aussage in etwa zu? Wie schnell muss deine Messung sein? Dort sind noch mal einige Grundlagen zusammengefasst. https://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-Tutorial:_ADC hp-freund schrieb: > In deinem Fall wäre das aber mit einem 1k Poti zu vernachlässigen und > belastet die Quelle mit ca. 4,5mA. :) Ich würde ja erstmal nach DER Quelle fragen!
hp-freund schrieb: > Sonst wird es eng bei 3k4 Eingangswiderstand. Die 3,4k sind nur der Durchgangswiderstand des MUX, d.h. die bestimmen die Umladezeit des S&H. Würde man nun ein 100k Poti nehmen, kämen dazu noch bis 50k in Reihe und der S&H kann sich nicht rechtzeitig umladen. Daher noch der 100nF am Eingang als Puffer. Ich hab damit den MUX schon problemlos zwischen 1MOhm Quellen umschalten lassen ohne Übersprechen oder Meßfehler.
Naja, die Aussage trifft natürlich nur zu, wenn der Kondensator aufgeladen ist! Im ersten Augenblick natürlich nicht. Ist überhaupt keine zeitkirtische Messung. Mir würde eine Abtastfrequenz von 10 Hz, also alle 0,1s, reichen! Die Quelle bildet später ein LDO (TPS77501D).
Tobias schrieb: > Mir würde eine Abtastfrequenz > von 10 Hz, also alle 0,1s, reichen! Ja, dann mach das einfach mit dem 10k-47k Poti und schalte wie o.a. einen 22nF-100nF an den Schleifer des Potis gegen Masse und den Schleifer auf den ADC Eingang. Den Impedanzwandler kannst du dir sparen. Der externe C speichert genug, um den S&H Kondensator aufzuladen.
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Bearbeitet durch User
Tobias schrieb: > Jetzt habe ich sehr oft gelesen, dass es gut sein kann das man einen > Operationsverstärker als Impedanzwandler zwischen Poti und ADC hängen > soll, Schau halt im Datenblatt nach der Eingansimpedanz des ADC Pins. Ich würde einfach einen 100nF Kondensator als Impedanzwandler nehmen, so oft wirst Du das Poti eh' nicht samplen wollen - und der Kondensator filtert Dir auch andere Störungen raus.
Tobias schrieb: > Der ADC hat einen Eingangswiderstand von 3,4kOhm > WIe sind eure Erfahrungen? Ganz so schlimm ist es nicht. Der ADC hat 2uA Eingangsfehlerstrom. Die 3.4k sind bloss der Schalter zum 1.6poF Kondensator. Aber der ADC hat 12bit und 3.4Msps. Wenn du wirklich die 12 bit nutzen willst, darf die Eingangsschaltung bei 2uA Eingangsfehlerstrom nur zu einer Abweichung von +/-400uV führen, also nur 400 Ohm betragen, und da ein Poti eine Verbindung nach plus und eine nach Masse darstellt, also nicht über 800 OHm Gesamtwiderstand haben.. Da du Potis wohl sowieso nicht so genau einstellen kannst, und das Ergebnis gar nicht auf 12 bit genau sein muss, sondern vielleicht auf 1 Winkelgrad, also 8 bit, also 12mV, sind auch 10k Potis kein Problem. Einfach direkt anschliessen. Das spart den Aufstand: Tobias schrieb: > Ok, ich wollte eh vorher eine kleine Testplatine löten, dann kommt zum > ausprobieren noch eine Impedanzwandler mit rauf. Es ist jedoch notwendig > auch bis auf 0V runterzukommen. Rail to Rail OP schaffen das ja auch > nicht ganz, oder? Ich wollte dann eine symmetrisch (+-15V) versorgten OP > (z.B. LM358) nehmen. Ist ok denke ich, oder? Ein LM358 wäre mit 7mV Eingangsoffste sowieso viel zu schlecht für die Auflösung des ADC, da bleiben von den 12bit nur 8 bit übrig. Du könntest also mit der Schaltung gegenüber einem 10k Poti nichts verbessern, und sie wäre gegenüber einem 500 Ohm Poti einfach nur unterirdisch schlecht. Das müsste schon ein LT1013 oder so als OpAmp sein.
Na gut, jetzt bin ich so schlau wie vor der Internet-Recherche :(. 10 Leute schreiben was zu dem Thema und es gibt nahezu 10 Meinungen.
Tobias schrieb: > Na gut, jetzt bin ich so schlau wie vor der Internet-Recherche :(. 10 > Leute schreiben was zu dem Thema und es gibt nahezu 10 Meinungen. :( Versuch mal nicht nach "Meinung" zu filtern, sondern nach "Information" und mach daraus "Wissen". Sonnst kommst Du in Diesem Bereich/Hobby nicht viel weiter.
Die meisten Potis sind nicht so besonders genau - man sollte also eher die Genauigkeit des Potis als die Auflösung des ADC zum Maßstab nehmen. Oft stört es auch nicht mal wenn die Kurve eine wenig stärker nichtlinear wird. In der Regel sollte es ohne extra Impedanzwandler ausreichen, ggf. auch ohne den Kondensator. Der Kondensator kann wichtig werden wenn der ADC schnell Abtastet (kurze S&H Zeit) - eine ggf langsamerer Takt und mehrfaches auslesen des selben ADC Signals (ggf. die erste Messung verwerfen) kann da helfen dass es auch mit einem etwas größeren Widerstand funktioniert.
Für nen Attiny hat das mal einer durchprobiert: http://www.hilltop-cottage.info/blogs/adam/avr-adc-2-experiments-in-operating-the-adc-at-its-extremes-attiny85/
Tobias schrieb: > Für DC-Signale müsste der Sample-Kondensator aber doch ein unendlich > großer Widerstand sein, oder? Sicher. Bloß ist es halt niemals wirklich DC. DC ist nur eine idealisierte Vorstellung, damit man den Elektronik-Kram leichter rechnen kann. Brauchbar nur als Grenzfall für die Rechnung. Konkret: Dein ADC wird den Hold-Kondensator zeitweise belasten, selbst dann, wenn am Eingang wirklich dieses Idealbild von DC anliegen sollte. Tut es aber sicher nicht. Aber das ist garnicht das Hauptproblem. Das ist: dein Poti muss den durch die Messung bedingten Energieabgang aus dem Samplekondensator in der Sample-Phase schnell genug wieder nachliefern können. Genau genommen kann das niemals gelingen (nur wenn wieder andere unerreichbare Ideale zu Hilfe genommen werden: Messung mit unendlich hohem Eingangswiderstand, dementsprechend keine Entladung des Hold-Kondensators). Aber solche Ideale gibt's halt nicht. Deswegen muss deine Quelle niederohmig genug sein, um den Energieabgang Richtung ADC innerhalb eines Messzyklus zumindest hinreichend gut ausgleichen zu können. Und dieses hinreichend kann man halt ausrechnen. Genau dafür gibt's die Angabe der Eingangsimpedanz des ADC. Und der zweite benötigte Eckpunkt für die Rechnerei bei DC am Eingang ist nicht etwa 0 als Frequenz, sondern die Samplefrequenz das ADC, darauf bezieht sich nämlich die Angabe zu dessen Eingangsimpedanz, denn diese ist eben kein rein ohmscher Widerstand... Das genau ist die Auflösung des Rätsels...
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