Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Robustheit onboard ADC ATSAM


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von Alex (Gast)


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Hallo zusammen,
ich überlege gerade ein bestehendes Projekt basierend auf einem ATSAM4S 
so zu modifizieren, dass ich dessen internen ADC für mehrere resistive 
Temperatursensoren nutzen kann. Die Messung sollte so genau sein, wie es 
geht, und insbesondere natürlich Temperaturunabhängig (wir reden hier 
von normalen Temperaturbereichen von 10-45°).

Der ATSAM4S hat ja einen internen 12 Bit ADC mit integriertem 
Analogmultiplexer für bis zu 16 Eingänge (ich würde 8 vewenden):

Vorausgesetzt ich versorge alles mit stabilen ultra low noise LDOs, wie 
robust ist der ADC gegen interne, z.b. temperaturabhängige drifts? Habt 
ihr da Erfahrung?

Viele Grüße und besten Dank
Alex

von Gerd E. (robberknight)


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Alex schrieb:
> Die Messung sollte so genau sein, wie es
> geht

So genau, wie es mit den momentanen Stand der Technik, die der 
Menschheit zur Verfügung steht, nur irgend geht?

Wieviele 100 Millionen Euro bist Du bereit auszugeben um das nötige Heer 
an Physikern und Ingenieuren anzustellen und auszustatten?

Mach bitte realistische Angaben zur tatsächlich benötigten Genauigkeit. 
Alles andere führt zu nix.

: Bearbeitet durch User
von Alex (Gast)


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Gerd E. schrieb:
> Mach bitte realistische Angaben zur tatsächlich benötigten Genauigkeit.
> Alles andere führt zu nix.

Danke für die diesem Forum sehr entsprechende (typische) Antwort ;)
Natürlich hast du recht, aber:
Der Sinn dieses Posts war tatsächlich ein anderer - und zwar die Grenzen 
des ATSAM4S onboard ADCs in Erfahrung zu bringen, und davon abhängig 
weiter zu entscheiden. Die eigentliche Frage bezüglich der robustheit 
des ADCs gegenüber temperaturdrifts war ja eigentlich recht klar 
gestellt.

Gerade ist die Architektur dran, und die Spezifizierung der 
Anfordernungen. Auf der Sensorseite ist noch alles offen, hängt ja auch 
davon ab, was mit dem ADC machbar ist.

Beste Grüße
Alex

von Arc N. (arc)


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Alex schrieb:
> Gerd E. schrieb:
>> Mach bitte realistische Angaben zur tatsächlich benötigten Genauigkeit.
>> Alles andere führt zu nix.
>
> Danke für die diesem Forum sehr entsprechende (typische) Antwort ;)
> Natürlich hast du recht, aber:
> Der Sinn dieses Posts war tatsächlich ein anderer - und zwar die Grenzen
> des ATSAM4S onboard ADCs in Erfahrung zu bringen, und davon abhängig
> weiter zu entscheiden. Die eigentliche Frage bezüglich der robustheit
> des ADCs gegenüber temperaturdrifts war ja eigentlich recht klar
> gestellt.
>
> Gerade ist die Architektur dran, und die Spezifizierung der
> Anfordernungen. Auf der Sensorseite ist noch alles offen, hängt ja auch
> davon ab, was mit dem ADC machbar ist.
>
> Beste Grüße
> Alex

10 °C bis 45 °C und der Controller hat ein Datenblatt mit den relevanten 
Spezifikationen...
44.8.5
Gain/Offset temperature dependency 5 ppm/°C max (die einfach im Betrieb 
rausgemessen/kalibriert werden können)
Gain/Offset supply dependency 0.025%/V

Ein einfacher LDO wie der LP2985 hält die Ausgangsspannung über dessen 
gesamten Temperaturbereich im Bereich +-4% vom Nominalwert. Dazu kämen 
noch mal 0.035%/V * 5V wenn die Eingangsspannung um +-2.5V schwanken 
würde.
Macht 132mV + 5.8mV ~+-138 mV wenn die Ausgangsspannung 3.3V beträgt.

138 mV * 0.025%/V = 0.00345% oder 34.5ppm
(45 °C - 10 °C) * 5 ppm/°C = 175ppm
Also im schlimmsten Fall 209.5ppm
INL des ADCs = 2 LSB max, 2 LSB von 4096 entsprechen 0.0488% oder 488 
ppm.
Zusammen sind das dann zwar schon fast 700ppm oder 0.07% (~1/1428), aber 
der Messbereich umfasst gerade mal 35 °C. Reicht also locker, um 0.1 °C 
Genauigkeit hinzubekommen, wenn die Sensoren/deren Signalaufbereitung 
das zulässt und entsprechend kalibriert werden kann

http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-11100-32-bit%20Cortex-M4-Microcontroller-SAM4S_Datasheet.pdf

von Alex (Gast)


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Hi Arc, vielen herzlichen Dank für deine Abschätzung!

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