Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Referenzspannung für ADC runterteilen


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von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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Guten Morgen,

ich hab einen ADC-Schaltungsteil, der eine 2,5V Referenzspannung 
verwendet. Jetzt hat sich herausgestellt, dass die VRef nicht optimal 
ist, weshalb ich 1,25V verwenden wollen würde.

Normalerweise würde ich die Spannungsreferenz einfach tauschen, 
dummerweise wird die noch von einem analog-Frontend mitbenutzt, das am 
ADC hängt, und das kommt mit der geringen Spannung nicht klar. 
(Sensor-Interface, das die halbe Referenzspannung als Bezugspunkt für 
das differentielle Ausgangssignal verwendet. Sensor-Ausgang ist quasi 
1,25 +/- 415mV differentiell)

Hat jemand Bedenken, wenn ich einfach einen Spannungsteiler einbaue und 
so die Ref-Spannung für den ADC auf die Hälfte runter teile?

Es ist kein Problem, dass der Spannungsteiler nicht genau ist - das 
ganze muss sowiso noch per Software kalibriert werden.

Ich bin mir aber unsicher, ob man nach dem Spannungsteiler nicht noch 
puffern müsste ... Vmtl ist das Murks und ich sollte versuchen eine 
zweite Referenz einzubauen ...

Vielen Dank!
Mampf

: Verschoben durch Admin
von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Mampf F. schrieb:
> den ADC
Was möchte denn "der ADC" gerne an seinem Vref-Eingang sehen?
Welche Impedanz wird empfohlen und welche Strom fließt dort?

von Georg (Gast)


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Mampf F. schrieb:
> Ich bin mir aber unsicher, ob man nach dem Spannungsteiler nicht noch
> puffern müsste

Der Eingangswiderstand am Pin für Vref muss im Datenblatt stehen. 
Empfohlener Bereich auch.

Georg

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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Im Datenblatt des MCP3301 heißt es:

VRef min: 400mV
Current Drain max: 150µA

Die Referenzspannung ist ein LM4140-2,5 ... Der kann wohl ohne Probleme 
8mA Strom liefern.

Das Sensor-Frontend selbst hat eine Eingangsimpedanz von 500kOhm am 
Referenz-Pin.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Mampf F. schrieb:
> VRef min: 400mV
> Current Drain max: 150µA
> Die Referenzspannung ist ein LM4140-2,5 ... Der kann wohl ohne Probleme
> 8mA Strom liefern.
"Maximal 8mA" Querstrom im Spannungsteiler reichen eigentlich nicht zur 
anständigen Pufferung eines (variablen) 100..150µA Laststroms. Denn das 
sind immerhin 50µA/8mA = 1/160 Änderung und damit deutlich weniger als 8 
Bit Genauigkeit.
Das kann man auch noch exakt ausrechnen, aber als Fazit kommt heraus: du 
wirst einen Puffer dazwischen schalten oder eine extra Referenz 
einsetzen müssen...

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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Danke Lothar! :)

Mir war der Spannungsteiler-Hack suspekt, ich wusste nur nicht genau 
warum ... War eher ein schlechtes Gefühl ... :)

von ths (Gast)


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Wenn die Referenzspannungen ratiometrisch sein müssen, besteht noch die 
Möglichkeit der kapazitiven Teilerei, z. B. mit LTC1043 o.ä.. Jedoch 
muss man unbedingt mit einem OP puffern.

von Manfred (Gast)


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Mampf F. schrieb:
> Jetzt hat sich herausgestellt, dass die VRef nicht optimal
> ist, weshalb ich 1,25V verwenden wollen würde.
Vorwiderstand und eine weitere Referenz, ICL8069 und seine 
Vergleichstypen.

Vielleicht etwas marktüblicher wäre ein TLV431 zu bekommen.

von jannyboy (Gast)


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Je nach MCU kann nach den VREF-pin oder die VREF selber auf einen DAC 
auf schalten und dann den DAC als VREF aufschalten.
Dann braucht man nur noch auf DAC/2 setzen.

von Pandur S. (jetztnicht)


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So ganz nebenbei ist es nicht moeglich eine bessere Aufloesung zu 
erhalten, indem man die Referenz verkleinert. Die Begrenzung der 
Bit-Zahl eines internen ADC ist ueblicherweise das selbst erzeugte 
Rauschen.
Denn das Rauschen bleibt also absolut gesehen gleich. Bedeutet, wenn man 
den Bereich durch erniedrigen der Referenz durch 8 teilt, hat man 
einfach 3 bit mehr an Rauschen. Die kriegt man mit 64 Additionen weg, 
aber dann koennte man auch gleich den Bereich, dh Referenz, gleich 
lassen und 64 Additionen machen. Dann kriegt man auch 3 zusaetzliche 
Bits.
Theoretisch, bei gleichverteiltem Rauschen.

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