Hallo Ich rätsel gerade über die Eingangsimpedanz der AD-Wandler im Atmega32. Wenn ich das Datenblatt richtig verstehe, dann sollten es mehrere MOhm sein. Auf der anderen Seite sprechen sie aber davon, dass ein gewisser Ladestrom für die Sample/Hold-Schaltung benötigt wird (die Quelle sollte nicht zu hochohmig sein). Dass heisst aber doch auch, dass die Eingansimpedanz nicht im MOhm-Bereich liegen kann, oder? Ich will mir vor dem Eingang eine kleine Schaltung bauen, deren Verstärkungsfaktor von der Eingangsimpedanz des ADC abhängig ist, die im Endeffekt möglichst 20kOhm betragen sollte. D.h. ich würde einen passenden Wiederstand parallel schalten. Wenn die Eingangsimpedanz aber bereits darunter liegt, dann müsste ich wohl noch einen getrennten Impedanzwandler dazwischenschalten, worauf ich gerne verzichten würde. Wer weiss da genauerer über den Atmega32? Danke, Peter
Peter wrote: > Dass heisst aber doch auch, dass die > Eingansimpedanz nicht im MOhm-Bereich liegen kann, oder? Doch, aber nur, wenn du der S&H-Schaltung genug Zeit gibst, ihren Kondensator nachzuladen. Dies passiert automatisch nach dem Zuschalten des ADC (ADEN) bzw. nach beendeter Messung. Die S&H- Schaltung wird mit Beginn der nächsten Messung (ADSC) dann vom Eingang abgetrennt. Bis dahin muss der interne Kondensator also nachgeladen sein. Kritisch kann das vor allem bei schnell wechselnden Eingangs- spannungen werden, wenn du das Setzen des ADSC nicht per Software erledigst (ADATE-Modus). Statisch liegt der Eingangswiderstand in der Tat im Megaohm-Bereich.
Jörg Wunsch wrote: > Dies passiert automatisch nach dem > Zuschalten des ADC (ADEN) bzw. nach beendeter Messung. Die S&H- > Schaltung wird mit Beginn der nächsten Messung (ADSC) dann vom > Eingang abgetrennt. Bis dahin muss der interne Kondensator also > nachgeladen sein. Geschieht das nicht eher zwischen Start des ADCs und den ersten 1,5 ADC Takten ? So würde ich zumindest das Datenblatt interpretieren. Vor allem, da die MUX Einstellung zu Beginn des ersten Taktes übernommen wird, macht alles andere meiner Meinung nach nicht viel Sinn. Von daher dürfte es egal sein, ob der ADC im Freerunning Modus läuft, oder manuell gestartet wird.
Hallo, so ist es, ab dem 2. ADC-Takt kann der MUX bereits wieder umgeschaltet sein. Die EIngangsspannung muß also beim Start der Messung gültig sein und sollte sich während der 1,5 Takte für den S&H nicht ändern. Wenn sichergestellt ist, daß es nur langsame Änderungen gibt und z.B. der Meßzyklus nur alle paar Sekunden einmal mißt, kann man auch recht hochohmig speisen und dann eben ein C an den Eingang hängen. Gruß aus Berlin Michael
Hmm, also wechselt die Eingangsimpedanz je nachdem, ob der ADC gerade in der S/H-Phase ist (niedrigohmig) oder am wandeln ist (hochohmig). Dann würde meine Spannung beim S/H-Prozess zusammenbrechen, da die davorgelagerte Verstärkung von der ADC-Impedanz abhängig ist. Ungünstig. Also bleibt mir wohl nicht anderes übrig als einen Impedanzwandler dazwischenschalten, oder? Peter
P.S.: Da ich damit Ströme messen möchte und eine Regelung darauf basieren will, brauche ich wohl schon Messungen mit (ich schätze mal) ca 100 Hz. Worst case wäre eben, eine Art Kurzschluss. Da müsste ich dann sofort die Spannung runterregeln. ALso die Kondensator-Lösung passt wohl leider nicht.
Peter wrote:
> ALso die Kondensator-Lösung passt wohl leider nicht.
Es ist nur eine Frage der Dimensionierung:
Der Kondensator in der S&H Stufe liegt im unteren pF Bereich. 1nF vom
ADC Pin nach GND sollten also bereits ausreichen. 100Hz ist ja schon
fast DC, da sollte es eigentlich keine Probleme geben.
Hi, Benedikt, Du gut Geführter, Du: "Geschieht das nicht eher zwischen Start des ADCs und den ersten 1,5 ADC Takten ?" Würde ich auch vermuten. Du: "...dürfte es egal sein, ob der ADC im Freerunning Modus läuft.." Ja. Ich durfte vor mehr als einem Jahrzehnt, bei einem der ersten kommerziellen digitalen Empfänger mit 2 MHz ZF-Bandbreite mal einen A/D-Wandler für 12 Bit bei >40MHz bewundern. Der Treiber dafür hatte den größten Leistungskonsum im ganzen Empfänger - weil er den A/D-Wandler mit hoher Amplitude und hohem Dynamikbereich anzusteuern hatte. Mittlerweile gibt so hochwertige A/D-Wandler mit einem Treiber auf dem Chip, der keine 50 Ohm mehr zu treiben hat. Ciao Wolfgang Horn
Michael U. wrote: > so ist es, ab dem 2. ADC-Takt kann der MUX bereits wieder umgeschaltet > sein. Ab da wird die ganze Mimik von ADMUX und Referenzspannungsbildung erstmal verriegelt. Alle Änderungen werden entsprechend bis zum Ende der Wandlung verzögert. > Die EIngangsspannung muß also beim Start der Messung gültig sein > und sollte sich während der 1,5 Takte für den S&H nicht ändern. Die S&H-Phase beginnt nach dem Ende der letzten Messung. In diesem Moment würden auch schwebende Umschaltvorgänge für ADMUX und Referenz aktiviert, und ab da hat man Zeit, den S&H-Kondensator nachzuladen. Die 1,5 Takte sind nur das derzeitige Minimum, welches dafür eingebaut worden ist. Das ist bspw. im free running mode wirksam. Bei manuell gesteuertem ADSC kann man sich aber auch mehr Zeit nehmen. Falls die ADMUX-Umschaltung auf einen differenziellen Kanal schaltet, wird zusätzlich noch ein Rekalibrierzyklus angefordert, der dann mit dem nächsten ADSC aktiviert wird.
> von der Eingangsimpedanz des ADC abhängig ist, die im
Endeffekt möglichst 20kOhm betragen sollte.
Wie kommst du auf 20K ???
Abgesehen davon, es gibt in der Elektronik keine "Wiederstände".....
Benedikt K. wrote:
> Interessant. Wo kann man das nachlesen ?
Ich habe jemanden gefragt, der es wissen sollte... Aber das Bild im
Datenblatt behauptet tatsächlich was anderes, ich habe darum gerade
nochmal nachgestochert. I'll keep you posted...
@Bensch: Das liegt an meiner Vorverstärungsschaltung. Diese besteht aus einem INA138-Shunt-Verstärker. Der Verstärkungsfaktor wird durch die Ausgangsimpedanz bestimmt. Die Referenzschaltung im Datenblatt verwendet einen 20 kOhm Widerstand zu Masse, um eine Verstärkung um den Faktor 10 zu erzielen. Wenn der ADC-Eingang eine niedrige Impedanz hat, dann müsse man das bei der Dimensionierung des Wiederstandes entsprechend berücksichtigen. Wenn die Eingangsimpedanz aber nicht konstant ist, dann gibt das vermutlich nichts richtiges für mich. Also entweder ich finde noch einen passenden Kondensator (wie oben vorgeschlagen) oder ich bastel mir da einen Impedanzwandler zwischen (dann wäre die ADC-Eingangsimpedanz egal).
Jörg Wunsch wrote:
> I'll keep you posted...
Der lokale Guru sagt, dass das Bild ,,nicht ganz richtig'' sei...
Sorry, mehr kann/darf ich dazu nich sachen. :)
Nur nochmal, ob ich das ganze richtig verstanden habe: Sobald das ADEN Bit gesetzt ist, sampled der ADC durchgehen bis zum ersten ADC Takt, nachdem ADSC gesetzt wurde (also nicht bis 1,5 Takten danach ?) Jörg Wunsch wrote: > Kritisch kann das vor allem bei schnell wechselnden Eingangs- > spannungen werden, wenn du das Setzen des ADSC nicht per Software > erledigst (ADATE-Modus). Ab wann sampled der ADC im ADATE (oder sonst einem Autotrigger) Modus, bzw bis wann ? Bisher hatte ich mich eigentlich auf die Angaben vom Datenblatt verlassen, dass die Messung wirklich erst kurz nach dem ADC Trigger beginnt.
Benedikt K. wrote: > Nur nochmal, ob ich das ganze richtig verstanden habe: > Sobald das ADEN Bit gesetzt ist, sampled der ADC durchgehen bis zum > ersten ADC Takt, nachdem ADSC gesetzt wurde (also nicht bis 1,5 Takten > danach ?) Naja, "sampeln" würde ich das nicht nennen. Der Signalpfad vom gewählten MUX-Eingang zum Kondensator im S&H-Glied ist in dieser Zeit durchgeschaltet. Damit folgt die Ladung in diesem Kondensator der Eingangsspannung (ggf. leicht zeitversetzt bei einer hochohmigen Quelle). (Unter "sampeln" würde ich eine zeitdiskrete Abtastung verstehen, der Vorgang ist aber zeitkontinuierlich.) 1,5 Takte nach der steigenden Taktflanke nach ADSC = 1 wird das S&H-Glied vom Eingang getrennt und alle Änderungen am MUX und an REFS werden eingefroren. Danach beginnt das Durchschalten der sukzessiven Approximation gegen die Spannung auf dem S&H-Kondensator. Effektiv misst man also die Spannung, die dort 1,5 Takte nach dem ADSC = 1 anlag.
Hallo, wenn ich jetzt den ungünstigsten Fall annehme, ist das doch der, daß MUX umgeschaltet wurde. REFS bleibt unverändert, sonst verlangt Atmel ja ohnehin einen zusätzlichen Durchgang, bis der Wert gültig ist. Unter dieser Bedingung ist also die Eingangsspannung mit Beginn der steigenden Flanke des ADC-Takt zum S&H durchgeschaltet. Nach 1,5 Takten wird aufgetrennt. Es sind dann doch besagte 1,5 Takte, die zur Verfügung stehen, um den S&H-Kondensator (ca. 14pF im Mega16-Datenblatt) über den internen Widerstand (1...100k laut Datenblatt) zu laden. Der Restfehler sollte also in jedem Fall geringer werden, wenn der ADC-Takt niedrieger eingestellt wird und die Quelle hochohmiger ist. Zur Impedanz: der ADC-Eingang dürfte in jedem Fall hochohmig sein, als konstant kann man das aber wohl nie betrachten, da ja der Kondensator z.B. auf 0V sein kann (letzter MUX-Eingang) und auf AREF geladen werden muß (aktueller MUX auf maximalem Meßwert. Die Frage wäre also vermutlich, wie sich seine Schaltung verhält, wenn er am ADC-In eben z.B. 10k parallel schaltet. Wenn er den MUX nicht ändert und die Meßspannung sich nicht stark zwischen 2 Messungen ändert, dürfte der ADC als sehr hochohmig gegenüber diesen 10k gelten dürfen. Gruß aus Berlin Michael
Man kann auch diffentiell messen und einen Eingang auf festes Potential legen. Dann liegt der interne Gain-Amplifier vor dem S/H-Glied und die Source kann wesentlich hochohmiger sein. Gruß Jörg
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