Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik AREF beliebig klein wählbar?


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von Tino K. (blumengiesser)


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Kann man die AREF beliebig klein wählen?

Die zu messende Spannung wäre 0...75mV. Bedeutet bei 1,1V interne 
Referenzspannung ADC Werte bis 70. Die Genauigkeit ist nicht so wichtig 
(eher ne Abschätzung). Aber doch sehr klein.

=> würde man ARFE mit 0,3V wählen wären die ADC Werte deutlich größer 
und man könnte viel mehr Zwischenschritte sicherer messen. Wäre der Wert 
evtl. aber zu klein für AREF?

Klar, man könnte auch eine Verstärkerschaltung bauen aber das wären ja 
wieder zusätzliche Bauteile...

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Tino K. schrieb:
> Kann man die AREF beliebig klein wählen?

Natürlich nicht. Bzw. nur wenn man mit der dann verminderten Genauigkeit 
des ADC leben kann. Steht aber auch im Datenblatt deines hochgeheimen 
ADC bzw. µC. Einfach mal lesen!

von Tino K. (blumengiesser)


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Axel S. schrieb:
> Tino K. schrieb:
>> Kann man die AREF beliebig klein wählen?
>
> Natürlich nicht. Bzw. nur wenn man mit der dann verminderten Genauigkeit
> des ADC leben kann. Steht aber auch im Datenblatt deines hochgeheimen
> ADC bzw. µC. Einfach mal lesen!

Es ging mir erstmal generell darum das zu besprechen. Der hier 
verwendete Controller ist ATmega88.

Übrigens ist das Datenblatt 390 Seiten lang. Da dann die richtige Seite 
/ Zeile zu finden ist nicht immer leicht. Aber auf Seite 325 steht: AREF 
min = 1,0V.

Meine Frage hat sich damit erledigt.

von Georg M. (g_m)


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Tino K. schrieb:
> Klar, man könnte auch eine Verstärkerschaltung bauen aber das wären ja
> wieder zusätzliche Bauteile...

Viele Mikrocontroller haben schon einen ADC-Vorverstärker - Programmable 
Gain Amplifier (PGA).

von Stephan S. (uxdx)


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Georg M. schrieb:
> Tino K. schrieb:
>> Klar, man könnte auch eine Verstärkerschaltung bauen aber das wären ja
>> wieder zusätzliche Bauteile...
>
> Viele Mikrocontroller haben schon einen ADC-Vorverstärker - Programmable
> Gain Amplifier (PGA).

Der ATmega88 nicht. Dann schalte einen ADS1110 davor (interne Referenz + 
PGA), der hat Bauform SOT23-6, also 3x3mm, der wird schon noch aufs PCB 
passen.

von Harald K. (kirnbichler)


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Tino K. schrieb:
> Übrigens ist das Datenblatt 390 Seiten lang.

Das ist aber keine unstrukturierte Bleiwüste, sondern hat ein 
Inhaltsverzeichnis. Man kann daher solche Angaben auch in noch viel 
umfangreicheren Datenblättern finden, ohne sie komplett durchlesen zu 
müssen.

Wenn die Vollverblödungswelle erst mal so weit geschwappt ist, daß 
Datenblätter nur noch als "Podcast" vorliegen, dann ist Dein 
Längenargument valide ...

von Max M. (max_mueller)


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"Vollverblödungswelle"
Die man hier immer wieder an der Tonart einiger erkennt..
Zu spät

von Veit D. (devil-elec)


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Tino K. schrieb:

Nimm einen OPV davor, Verstärkungsfaktor 10 beschalten und du kannst die 
1,1V Ref. ausreichend ausreizen.

von Arduino F. (Firma: Gast) (arduinof)


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Axel S. schrieb:
> Steht aber auch im Datenblatt deines hochgeheimen
> ADC bzw. µC. Einfach mal lesen!

Harald K. schrieb:
> Wenn die Vollverblödungswelle erst mal so weit geschwappt ist,

Gut, wenn mal jemand so nett wäre und mir in diesem Datenblatt einen 
Hinweis auf die Genauigkeit in Abhängigkeit von Aref zeigen würde....
https://www.e-lab.de/downloads/DOCs/mega328P.pdf
Auch finde ich keinen Hinweis auf den gültigen Aref Bereich.

Vielleicht zeigt sich dann, wie dumm ich bin.

von Vanye R. (vanye_rijan)


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> Das ist aber keine unstrukturierte Bleiwüste, sondern hat ein
> Inhaltsverzeichnis.

Ich hab sogar einen krass modernen PDF Reader welche in den
Dokumenten suchen kann. Es ist dann manchmal erstaunlich
wo im PDF ueberall vref verwendet wird und was man sonst noch so
uebersehen hat. .-)

Vanye

von Arduino F. (Firma: Gast) (arduinof)


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Arduino F. schrieb:
> Auch finde ich keinen Hinweis auf den gültigen Aref Bereich.
Korrektur:
1V untere Grenze.

von Harald K. (kirnbichler)


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Arduino F. schrieb:
> https://www.e-lab.de/downloads/DOCs/mega328P.pdf

Das Datenblatt findest Du hier:

https://ww1.microchip.com/downloads/aemDocuments/documents/MCU08/ProductDocuments/DataSheets/ATmega48A-PA-88A-PA-168A-PA-328-P-DS-DS40002061B.pdf

Arduino F. schrieb:
> Auch finde ich keinen Hinweis auf den gültigen Aref Bereich.

Seite 319, Tabelle 29-15 "ADC Characteristics"

Von "dumm" war keine Rede.

von Arduino F. (Firma: Gast) (arduinof)


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Harald K. schrieb:
> Arduino F. schrieb:
>> Auch finde ich keinen Hinweis auf den gültigen Aref Bereich.
>
> Seite 319, Tabelle 29-15 "ADC Characteristics"

Das habe ich schon nachgereicht!
mindestens 1V

Jetzt noch die Genauigkeit in Abhängigkeit von Aref.

Harald K. schrieb:
> Von "dumm" war keine Rede.

Du selber, es geschrieben!
Harald K. schrieb:
> Vollverblödungswelle

von Achim H. (pluto25)


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Arduino F. schrieb:
> auf die Genauigkeit in Abhängigkeit von Aref zeigen würde....
> Auch finde ich keinen Hinweis auf den gültigen Aref Bereich.
Sie ist nicht angegeben
Weit hinten in den Electrical Characteristics unter 29.8 
ADC-Characteristics
Vref min 1V
Erfahrungsgemäß arbeiten die AVR noch deutlich außerhalb ihrer 
Datenblattwerte.
Bei einem Einzelstück kann der Grenzwert "ertastet" werden. Ein Mega 8 
(min 2V) machte mit 0,5V noch brauchbare Ergebnisse. Ob der 88 das mit 
0,25V auch noch macht?
Wie genau/schnell soll es denn werden? Sobald das Signal mehr als 1 
digit Rauschen enthält bringt Sampling gute Werte.

von Harald K. (kirnbichler)


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Arduino F. schrieb:
> Du selber, es geschrieben!
> Harald K. schrieb:
>> Vollverblödungswelle

Das hast Du dann nicht verstanden, oder nicht verstehen wollen. Der 
Begriff bezieht sich auf die derzeit verbreitete Neigung, Informationen 
nicht als lesbaren Text, sondern als "Podcast" oder Labervideo zu 
verbreiten.

Weder habe ich behauptet, daß Du das machen würdest, noch, daß Du das 
gutheißen würdest gewescheige denn, daß Dich sowas bereits verblödet 
hätte.

von Michael B. (laberkopp)


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Tino K. schrieb:
> Kann man die AREF beliebig klein wählen?

Ja und nein. Auch bei 0V ARef geht der ADC nicht kaputt.

> Die zu messende Spannung wäre 0...75mV. Bedeutet bei 1,1V interne
> Referenzspannung ADC Werte bis 70. Die Genauigkeit ist nicht so wichtig
> (eher ne Abschätzung). Aber doch sehr klein.
> => würde man ARFE mit 0,3V wählen wären die ADC Werte deutlich größer
> und man könnte viel mehr Zwischenschritte sicherer messen.

Nein. Die Genauigkeit wird schlechter. Es gibt eine untere ARef bei der 
die im Datenblatt angegebene Genauigkeit (meist 1 LSB) noch eingehalten 
wird, denn entscheidend ist die interne Genauigkeit des Komparators. Bei 
halber Spannung geht dein letztes Bit in Ungenauigkeit verloren. Bei 1/4 
Spannung die letzten 2 Bits. Du gewinnst also nichts durch Reduktion der 
ARef, du könntest die Bits auch aus dem Messwert verwerfen.

> Klar, man könnte auch eine Verstärkerschaltung bauen aber das wären ja
> wieder zusätzliche Bauteile...

Ja nun, es gibt uC mit ADC mit eingebautem OpAmp namens PGA. Auch dabei 
gibt es meist Abstriche an Genauigkeit.

von S. L. (sldt)


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> Der hier verwendete Controller ist ATmega88.
> Kann man die AREF beliebig klein wählen?

Nein.
  Ein ATmega88-20PU (von 0643) gibt bei Uaref unterhalb ca. 0.7 V als 
ADC-Wert nur noch 0x3FF zurück.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Moin,

Bitte fasst das nicht als böswillig auf:

Wie kommt es, daß es hier im Forum so oft vorkommt, daß jemand eine 
Lösung finden will die klar die Eigenschaften eines bestimmten Teils 
überfordert und man mit Gewalt die Kenn- und Grenzwerte des Herstellers 
übersteigen will? Warum brauchen so Viele immer eine Extrawurst?

Gerade hier, wo der Hersteller das klar definiert, sollten damit die ADC 
Randbedingungen definiert sein. Wer sie übersteigen will, muß dann eben 
das Risiko auf sich nehmen, daß es in die Hose gehen könnte.

Bei Betrieb eines Flugzeugs hält man sich in der Regel auch an den 
dokumentierten Betriebsbereich des Herstellers.

Ist es denn wirklich so schwer die realen herstellergegebenen 
Randbedingungen einer Komponente mal einzuhalten bzw. sie zu 
akzeptieren? Es gibt immer Lösungen anderer Art um das gewünschte Ziel 
zu erreichen.

Das mußte mal raus, weil mich diese häufige Denkungsart nach Forderung 
einer Extrawurst schon lange irritiert.

Duck und weg.

Gerhard

: Bearbeitet durch User
von Arduino F. (Firma: Gast) (arduinof)


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Gerhard O. schrieb:
> Wie kommt es, daß es hier im Forum so oft vorkommt, daß jemand eine
> Lösung finden will die klar die Eigenschaften eines bestimmten Teils
> überfordert

Träume und Meinungen sind des Menschen Himmelreich.
Fakten stören da nur.

: Bearbeitet durch User
von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> Ein ATmega88-20PU (von 0643) gibt bei Uaref unterhalb
> ca. 0.7 V als ADC-Wert nur noch 0x3FF zurück.
Das ist das Maximum bei 10 Bit, heißt der Komparator des ADC 
funktioniert dann nicht mehr.

von Veit D. (devil-elec)


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Hallo,

@ Gerhard:
Einspruch euer Ehren. Die Frage des TOs ist aus Unwissenheit heraus 
entstanden weil das Datenblatt nicht gelesen wurde. Er fragte ja ob es 
beliebig ist und nicht ob es außerhalb der Specs funktioniert. Jetzt 
weiß er das mit Minimum 1V und wird sich daran sicherlich halten bzw. 
gleich die interne 1.1V Ref verwenden.

von Manfred P. (pruckelfred)


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Michael B. schrieb:
>> Klar, man könnte auch eine Verstärkerschaltung bauen aber das wären ja
>> wieder zusätzliche Bauteile...
>
> Ja nun, es gibt uC mit ADC mit eingebautem OpAmp namens PGA. Auch dabei
> gibt es meist Abstriche an Genauigkeit.

Der µC mit integriertem PGA ist vermutlich genauer als ein 
Vorverstärker, den der Heimwerker mit irgendeinem OP aufbaut.

Wenn es auf Zusatzbauteile nicht ankommt, ist man mit einem externen A/D 
gut bedient, z.B. dem gängigen ADS1115. Der kann zwar 'nur' 
256mV-Full-Scale, ist aber sehr problemlos, wenn man nur 14 bit nutzt.

Gerhard O. schrieb:
> Wie kommt es, daß es hier im Forum so oft vorkommt, daß jemand eine
> Lösung finden will die klar die Eigenschaften eines bestimmten Teils
> überfordert und man mit Gewalt die Kenn- und Grenzwerte des Herstellers
> übersteigen will?

Ich denke, dass blumengiesser einfach mal gefragt hat, ohne selbst im 
Datenblatt zu suchen. Bei deren Umfang ist es nicht immer einfach, etwas 
zu finden.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Veit D. schrieb:
> Hallo,
>
> @ Gerhard:
> Einspruch euer Ehren. Die Frage des TOs ist aus Unwissenheit heraus
> entstanden weil das Datenblatt nicht gelesen wurde. Er fragte ja ob es
> beliebig ist und nicht ob es außerhalb der Specs funktioniert. Jetzt
> weiß er das mit Minimum 1V und wird sich daran sicherlich halten bzw.
> gleich die interne 1.1V Ref verwenden.

Ihr habt recht. Ich schwäche es ab. Ich kam später zur selben Ansicht:-)

: Bearbeitet durch User
von Veit D. (devil-elec)


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Gerhard O. schrieb:

> Ich schwäche es ab. Ich kam später zur selben Ansicht:-)

Der Eine liest kein Datenblatt vom Controller und der Andere liest kein 
Datenblatt vom OPV. Ganz einfach.  :-)  :-)  :-)  (Insiderwitz)

: Bearbeitet durch User
von Gerhard O. (gerhard_)


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Veit D. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>
>> Ich schwäche es ab. Ich kam später zur selben Ansicht:-)
>
> Der Eine liest kein Datenblatt vom Controller und der Andere liest kein
> Datenblatt vom OPV. Ganz einfach.  :-)  :-)  :-)  (Insiderwitz)

Wer von uns soll dann den ersten Stein werfen?

von Arduino F. (Firma: Gast) (arduinof)


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Gerhard O. schrieb:
> Wer von uns soll dann den ersten Stein werfen?

Der keins von beiden gelesen/verstanden hat.

von Rudi (rudils)


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Ja, lesen müßte man können. Mein alter Prof hat gesagt: "Ihr müßt nur 
wissen wo was geschrieben steht." Daran hielt ich mich. Was war dann das 
Ende der Story? Ich wurde zur Auskunftsdatei der Abteilung meiner 
lesefaulen Diplom-Ings-Kollegen. Gern hätte ich sie zu 
Micocontroller.net verwiesen, hätt's das schon gegeben.
Alte Weisheit: Wer lesen kann, ist klar im Vorteil.
P.S. die Dokumentationen waren früher aber schon besser ausgearbeitet - 
find ich heute.

von Arduino F. (Firma: Gast) (arduinof)


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Rudi schrieb:
> die Dokumentationen waren früher aber schon besser ausgearbeitet -

Früher war alles besser, sogar die Zukunft.

von Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)


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Hallo zusammen,
da fehlt noch ein ganz wichtiger Punkt:
"Wer faul ist, muss klug."
'Schlau' ist vielleicht das bessere Wort?

Rudi schrieb:
> Ja, lesen müßte man können. Mein alter Prof hat gesagt: "Ihr müßt nur
> wissen wo was geschrieben steht.

Braucht man das heute noch? -> es gibt doch das Internet, oder... ;-)

73
Wilhelm

: Bearbeitet durch User
von Rudi (rudils)


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Wilhelm S. schrieb:
> Braucht man das heute noch? -> es gibt doch das Internet, oder... ;-)

...und ob...
Es ist auch nicht einfach im Internet das zu finden, was man braucht, 
gerade wenn's keine oberflächlichen Infos sind. Aber genau die, die sind 
vielfach vorhanden.
Vor ein paar Wochen hab ich ein Projekt mit PiPico mit dem C-SDK 
angefangen. Alle Infos muß mann sich zusammenkratzen. Manches wird erst 
klar wenn man mit den Beispielen experimentiert. Das aber nenn ich 
basteln. Viele neue Bezeichnungen werden nur als Abkürzungen benannt, 
was einen "Anfänger" erst mal nix sagt.

Arduino F. schrieb:
> Früher war alles besser, sogar die Zukunft.

Ja, ich progge seit 1974. Beruflich. Steinzeit! Noch 1980 war die Doku 
für einen Compiler ein paar Seiten lang. Bis 2000 gings noch. Jetzt hat 
der GCC über 1000 Seiten. Das kann sich doch keiner mehr merken, wer es 
kann, solls beweisen. Früher konnt ich's mir noch merken. Blos gut, dass 
für mich die Zukunft nicht mehr lang ist.

von Norbert (der_norbert)


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Rudi schrieb:
> Ja, ich progge seit 1974. Beruflich.

So so, du »proggst« beruflich. Seit '74.
Ungefähr so wie Chefköche »brutzeln« und Pianisten »klimpern«?

von Rudi (rudils)


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@Norbert
Ja, so ungefähr. Nur dass wir damals hochangesehene und hochbezahlte 
Speziallisten waren. "Was, du bist Programmierer? Toll!" Ich konnte mir 
damals ohne anzusparen und ohne Erbe ein Haus kaufen. Und wie gehts euch 
heute so?

: Bearbeitet durch User
von Norbert (der_norbert)


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Rudi schrieb:
> Und wie gehts euch heute so?

Recht ähnlich. Und vermutlich sogar ähnlich alt. ;-)

Allerdings habe ich meine berufliche Ausrichtung nie mit »proggen« 
umschrieben.

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