Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik ADC vor Überspannung schützen


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von Sebastian__ (Gast)


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Hallo,
ich möchte meinen ADC (am tiny26) vor eventuell auftretender 
überspannung am ADC schützen,.. nun ist die frage wie hoch darf die Max. 
spannung am ADC sein?
1. so hoch wie die Betriebsspannung des µC
2. so hoch wie die AVCC (ADC versorgungsspannung)
2. so hoch wie die selektierte Ref. Spannung.

ich benutze die interne 2,56V referenz, kann ich zum schützen der 
Eingäne auch ne 5,1V ZDiode benutzen oder nur ne 2,7V.
ich habe im datenblatt dazu nix richtiges gefunden, da wurde immer nur 
von der Versorgungsspannung gesprochen.

MfG
Sebastian

von emil (Gast)


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aus dem datasheet v. tiny26:

seite 77, ADC Features, ganz oben: " 0 - AVCC ADC Input Voltage Range"

und dann seite 128, Table63, ADC Characteristics:
"Vin range: GND to Vref"

hm..verwirrend, da gebe ich dir recht..; meine tiny26s habe ich alle 
auch bei 5v am adc-eingang bei vref=2.56V betrieben,
sind noch am leben, aber so wie ich jetzt in Ds nachlese...

andererseits kann es gar nicht sein, dass man den eingangspin des tiny 
immer mit einer 2.5v zenerdiode schützen muss, nur veil man diesen auch 
als adc eingang benutzen will, man kann doch wollen, den selben pin 
gleich auch als ttl eingang zu benutzen, was mache ich dann mit der 
z-diode...hm...

glaube doch, dass Vin bis  Vacc(5v) reichen muss, das gegenteil 
erscheint mir sehr unlogisch...

emil

von absolut beginner (Gast)


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bin mir nicht 100% sicher, aber ...
5,1v Z-diode + 10k widerstand sollte passen.

von Sebastian__ (Gast)


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.. hmm,
das ist ja nun mal das was ich wissen muss,.. lt. demm was du 
geschrieben hast: "Vin range: GND to Vref"
kann ich nur bis 2,56V gehen. aber bei 5V .. nach meinen Tests is auch 
nix kaputt gegangen.
Aber das is ja das Problem zwischen wissen und glauben, .. wenn man was 
macht was nicht geht bekommt man ärger,.. da kann man sich dann nicht 
rausreden mit ich dachte/glaube.

MfG
Sebastian

von emil (Gast)


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na ja, das mit dem v in range habe nicht ich geschrieben, sondern atmel 
corp. :)))

aber noch einmal, es ist doch ganz unlogisch, man könnte natürlich den 
wunsch haben, einen pin zuerst als digi ein/ausgang zu benutzen und dann 
nach einer msec doch als adc eingang neu zu initializieren...es ist 
wirklich unlogisch, das atmel von uns verlangt, die pinspannung einmal 
auf v ref zu reduzieren (adc betrieb) und dann wieder bis 5v 
freigeben...

von Günter König (Gast)


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Hallo und Moin,
schütze deinen ADC Eingang ganz einfach mit 2 Schottky-Dioden (BAT85). 
1. Diode Anode an ADC-Eingang, Kathode an +VCC. 2. Diode Kathode an 
ADC-Eingang, Anode an Masse. Über einen Widerstand (1KOhm) an 
ADC-Eingang den Wandler speisen.
Der Eingang ist nun geschützt vor Spannungen > +VCC und Spannungen 
negativer als GND.

Kannst auch mal in der Codesammlung nachsehen unter "ADC Wandlung".

Gruß,
Günter

von crazy horse (Gast)


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Nutzen kann man den Wandler von Gnd bis Vref, er kann aber 
Eingangsspannungen bis Vcc ab, zwischen Vref und Vcc liefert der Wandler 
stets 0x3ff.
Zum Schutz: Z-Dioden sind nicht besonders geeignet, verfälschen in der 
Nähe der Z-Spannung schon das Signal, sind relativ stark 
temperaturabhängig, manche rauschen wie verrückt, und zu langsam sie 
auch.
Dioden nach Vcc und Gnd sind besser, wie schon gesgt am besten Schottky, 
aber mit einfachen 4148 habe ich auch gute Erfahrungen gemacht.

von Günter König (Gast)


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Es auch noch anzumerken, das bei Z-Dioden auch ein recht kräftiger Strom 
fliessen muss damit der Z-Effekt wirken kann.

Günter

von thomas wk. (Gast)


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Hallo,
die beiden Schottky-Dioden mit einem Serienwiderstand von 1K sind 
bestimmt ein guter Schutz gegen Überspannungen.
Ich habe aber gelesen, dass der Eingangswiderstand der AD-Wandler recht 
niedrig sein soll in der Gegend von 20KOhm.
Wenn ich jetzt oben genannte Schutzschaltung verwende, so bilde ich doch 
mit dem 1K-Schutzwiderstand und dem Eingangswiderstand des AD-Wandlers 
(der womöglich keinen konstanten Wert hat, sondern z.B. 
temperaturabhängig sein kann)  einen Spannungsteiler, der das 
Wandlerergebnis beeinflusst/verfälscht, oder sehe ich das falsch ?

von roman f (Gast)


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Es reichen die zwei Schottky Dioden (siehe G. König), welche eine 
niedrige Flußspannung von 0,3V aufweißen (muß keine Bat sein, es geht 
jede beliebige Schottky). Dadurch wird die max. Spannung auf (bei 
Vdd=5V) 5,3V und die minimale auf -0,3V begrenzt. Bei Über- oder 
Unterschreitung dieser Spannungen werden die Schottky Dioden "leitend" 
und der Strom fließt zurück in die Quelle. Die Werte von +5,3V und -0,3V 
stellen für den µC kein Problem dar!

MfG student@tu-chemnitz

von Günter König (Gast)


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Moin Thomas,

ich zitiere aus dem Datenblatt AT90S4433, Seite 50, Tabelle "ADC 
Characteristics":

RA in  =  typ. 100MOhm

Möglicherweise hast du da was verwechselt, ich denke du meinst den 
Eingangswidertand des Referenzspannungseingang.


Gruß,
Günter

von thomas wk. (Gast)


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Du hast recht, das habe ich verwechselt, der Eingangswiderstand der 
Referenzspannung liegt im KOhm-Bereich,
der des AD-Wandlers im MOhm-Bereich.

Leider gibt es im Datenblatt des ATmega128 keine Angabe über den genauen 
Wert dieser Eingangswiderstände.

Auf S.325 im Datasheet complete steht lediglich

RAIN=Analog Input Resistance=TBD(MOhm).
RREF=Reference Input Resistance=TBD(KOhm).

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