Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ATtiny26 Verständnisproblem mit der Differenzeingangsverstärkung


von Bernd S. (Firma: Anscheinend Corner-Cases ;-)) (bernd_stein)


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Hallo zusammen,

im Datenblatt auf der Seite 99 im letzen Abschitt steht folgendes :

" Table 44 shows the resulting output codes if the differential input 
channel pair (ADCn - ADCm) is selected with a gain of GAIN and a 
reference voltage of VREF ".

http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc1477.pdf

Ich übersetze dies folgendermaßen :

" In der Tabelle 44 sind die Wandlungsergebnisse mit den 
Differenzeingängen
ADCn und ADCm, der ausgewählten Verstärkung des Verstärkers ( GAIN )
und der ausgewählten Referenzspannung ( VREF ) dargestellt ".

Das Beispiel unter dieser Tabelle vestehe ich.
Aber die Tabelle selber gar nicht. Der ADC-Wert müsste doch größer sein, 
wenn GAIN anstatt eins, zwanzig beträgt.

Wieso ist dann in der Formel VREF / GAIN angebeben ?

und ist

Vadcm + (1021/1024) Vref/GAIN dann auch noch 1022 oder 1021 als 
dezimaler Ergebniswert ?

Bernd_Stein

von Julian B. (julinho)


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der wandler hat immer nur 10 bit
bei gain 20 wird nur das analoge signal 20fach verstärkt,d.h.

bei vref/20 eingangssignal ist am wandler vollauschlag (1023)

von Bernd S. (Firma: Anscheinend Corner-Cases ;-)) (bernd_stein)


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Julian Baugatz schrieb:
> der wandler hat immer nur 10 bit
> bei gain 20 wird nur das analoge signal 20fach verstärkt,d.h.
>
> bei vref/20 eingangssignal ist am wandler vollauschlag (1023)
>
Hoffe ich habe es verstanden.

Vadcm ist die Eingangsspannung am -Input des Differenzverstärkers
(Siehe Bild Seite 95).
Weil ja die Differenzspannung der Eingänge ADCm und ADCn verstärkt wird 
ist bei ADCm = ADCn die verstärkte Differenzspannung = 0.
Darum steht in der Tabelle bei ADCm = 0x000.


Vadcn ist die Eingangsspannung am +Input des Differnzverstärkers.
Weil ja die Differenzspannung verstärkt wird ist Vadcn um die Spannung 
Vadcm erhöht, deshalb immer Vadcm + ... in der Tabelle.

Bei einer Verstärkung von 20, ist 1/20 der Referenzspannung (2,56V)
der Messendwert. Also ist 128mV bzw. 128000µV = 0x3FF der Maximalwert.

Bei einer Referenzspannung von 2,56 Volt und 10-Bit (1024 Schritte)
Auflösung ist ein Schritt 2,5mV. Und 1/20 eines Schrittes ist 0,125mV.
Also ist bei einer Eingangsspannungsdifferenz von 0,125mV ein 
Wandlungsschritt erreicht. Somit ist bei 0,125mV Spannungsdifferenz das 
Wandlungsergebnis 0x001 in der Tabelle.

Jedoch ist am +Input ( Vadcn ) bzw. dem ausgewählten positiven 
MUX-Eingang gegen GND eine Spannung von Vadcm + (1/1024) * Vref zu 
messen.
Was relativ theoretisch gilt, weil um 0,125mV zu messen, es eines 
ziemlich genauen Meßgerätes bedarf.

Bernd_Stein

von Bernd_Stein (Gast)


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Meine Erklärung scheint ja zu stimmen.

Wer kann mir nochmals helfen, um diesen Satz von Seite 97 im letzen 
Abschnitt zu übersetzen. Verstehe nämlich nicht wann die Sample-and-Hold 
zeit endet und wieder neu beginnt.

" The actual sample-and-hold takes place 1.5 ADC clock cycles after the 
start of a normal conversion and 13.5 ADC clock cycles after the start 
of an extended conversion "

Bernd_Stein

von Hannes L. (hannes)


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Bernd_Stein schrieb:
> Verstehe nämlich nicht wann die Sample-and-Hold
> zeit endet und wieder neu beginnt.

Das kann ich auch nicht herauslesen. Ich gehe daher davon aus, dass 
diese Zeit extrem kurz ist (Übernahme bei eine Flanke?) und der Text und 
die Diagramme nur den Zeitpunkt beschreiben, nicht aber die Dauer.

Aber warum interessiert Dich das? - Willst Du ADCs feilen? Nimm das Ding 
so wie es ist und benutze es einfach.

...

von Bernd S. (Firma: Anscheinend Corner-Cases ;-)) (bernd_stein)


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Hannes Lux schrieb:
>
> Aber warum interessiert Dich das? - Willst Du ADCs feilen? Nimm das Ding
> so wie es ist und benutze es einfach.
>
Es ist ja so, es wird immer wieder darauf verwiesen ins Datenblatt zu 
schauen.
Nun habe ich im Buch :
" Messen, Steuern und Regeln mit AVR-Mikrocontrollern " von Wolfgang 
Trampert auf der Seite 88 und ff. diese Zeitdiagrame von der 
ADC-Wandlung.

Hier Seite 192
http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2486.pdf

Allerdings ist im Buch auch der Zeitverlauf des Sample und Hold Signals 
zu sehen. Deshalb frage ich mich wie der Mann darauf kommt, das sich das 
so verhält.

Gibt es da etwa noch eine andere Quelle als das Datenblatt ? oder kann 
ich nur nicht die richtigen Schlüsse daraus ziehen, weil ich diesen 
Abschnitt nicht richtig interpretieren kann ?

" The actual sample-and-hold takes place 1.5 ADC clock cycles after the
start of a normal conversion and 13.5 ADC clock cycles after the start
of an extended conversion "

Bernd_Stein

von spess53 (Gast)


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Hi

Ich finde den Ausdruck 'Sample and Hold' in dem Diagramm und in der 
Beschreibung vom Datenblatt etwas unglücklich. 1,5 bzw. 13,5 Takte nach 
dem Setzen von ADSC beginnt die Hold-Phase. Da wird der Schalter (S.195 
im Datenblatt) geöffnet. Jetzt frag mich aber nicht, wann er wieder 
geschlossen wird. Möglicherweise am Ende der Conversation. Aber 
spätestens mit Setzen von ADSC.

MfG Spess

von Bernd S. (Firma: Anscheinend Corner-Cases ;-)) (bernd_stein)


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spess53 schrieb:
> Hi
>
> Ich finde den Ausdruck 'Sample and Hold' in dem Diagramm und in der
> Beschreibung vom Datenblatt etwas unglücklich. 1,5 bzw. 13,5 Takte nach
> dem Setzen von ADSC beginnt die Hold-Phase. Da wird der Schalter (S.195
> im Datenblatt) geöffnet. Jetzt frag mich aber nicht, wann er wieder
> geschlossen wird. Möglicherweise am Ende der Conversation. Aber
> spätestens mit Setzen von ADSC.
>
> MfG Spess
>
Danke für den Hinweis mit dem Schalter Abschnitt

" Analog Input Circuitry "

den Abschnitt gibt es nämlich beim ATtiny26 Datenblatt nicht.
Dachte das gleich wäre mit dem ADC bei den AVRs.

Bernd_Stein

von spess53 (Gast)


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Hi

>Dachte das gleich wäre mit dem ADC bei den AVRs.

Ist es eigentlich auch. Aber der ATTiny26 ist nicht mehr so richtig 
Up-To-Date.

Rev. 1477J-06/07 1. “Not recommended for new design”

Bei den Nachfolgern ATTiny261/461/861 ist das enthalten.

MfG Spess

von Bernd S. (Firma: Anscheinend Corner-Cases ;-)) (bernd_stein)


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spess53 schrieb:
> Hi
>
>>Dachte das gleich wäre mit dem ADC bei den AVRs.
>
> Ist es eigentlich auch. Aber der ATTiny26 ist nicht mehr so richtig
> Up-To-Date.
>
> Rev. 1477J-06/07 1. “Not recommended for new design”
>
> Bei den Nachfolgern ATTiny261/461/861 ist das enthalten.
>
> MfG Spess
>
Habe davon noch ein paar. Aber Appropo Up-To-Date. Wie finde ich nochmal 
heraus worin sich der Nachfolgetyp unterscheidet.
Da gibt es doch so ??? Schriften von Atmel.

Wie heißen die noch ?

Mir ist schon beim Pinvergleich aufgefallen, das einige mehr Funktionen 
haben.

Bernd_Stein

von spess53 (Gast)


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Hi

>Da gibt es doch so ??? Schriften von Atmel.

>Wie heißen die noch ?

Migration Notes.

MfG Spess

von Bernd S. (Firma: Anscheinend Corner-Cases ;-)) (bernd_stein)


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spess53 schrieb:
> Hi
>
>>Da gibt es doch so ??? Schriften von Atmel.
>
>>Wie heißen die noch ?
>
> Migration Notes.
>
> MfG Spess
>
Danke.

http://atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc8273.pdf

Bernd_Stein

von Bernd S. (Firma: Anscheinend Corner-Cases ;-)) (bernd_stein)


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Hallo zusammen,

wie lautet die Formel bei OpenOffice calc, die mir die Tabelle unten 
vervollständigt. Mir ist aufgefallen das z.B. bei

VADCm +             VREF / GAIN = 1023

und

VADCm + (1023/1024) VREF / GAIN = 1023

das gleiche Ergebnis herauskommt. Nun wollte ich herausfinden wo dies 
noch der Fall ist.


Table 44. Correlation Between Input Voltage and Output Codes
VADCn Read code Corresponding decimal value

VADCm +             VREF /GAIN     0x3FF     1023
VADCm + (1023/1024) VREF /GAIN     0x3FF     1023
VADCm + (1022/1024) VREF /GAIN     0x3FE     1022
... ... ...
VADCm + (1/1024)    VREF /GAIN     0x001        1
VADCm                              0x000        0

Die Tabelle ist auf Seite 100 zu finden.

http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc1477.pdf

Bernd_Stein

von Bernd S. (Firma: Anscheinend Corner-Cases ;-)) (bernd_stein)


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Habe da nochmal eine Frage.

Wie soll ich diesen Satz ( Fett ) in dem folgenden Abschnitt verstehen 
bzw. übersetzen ?

*If diffential Channels are selected, the conversion will only start 
at every other edge of the ADC clock Cycle after ADEN was set.*

" Falls die Diffenzeingangsspannungsmessung ausgewählt wurde, wird die 
Wandlung nur gestartet bei jeder anderen Flanke des ADC-Taktzyklusses 
nach dem ADEN gesetzt war. "

Irgendwie macht diese Überseztung keinen Sinn.

Ist auf der Seite 97 am Ende des dritten Abschnitts zu finden.

http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc1477.pdf


Bernd_Stein

von Bernd S. (Firma: Anscheinend Corner-Cases ;-)) (bernd_stein)


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Im Datenblatt auf der Seite 99 ( ADC Conversion Result )
steht im 2ten Abschnitt :


..., and 0x3FF
represents the selected reference voltage minus one LSB.

was ich so übersetze :

Ein Wandlungsergebnis von $3FF entspricht der ausgewählten 
Referenzspannung minus einem LSB.

Ist ein LSB = Vref / 1024 ?



http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc1477.pdf


Bernd_Stein

von Hannes L. (hannes)


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Bernd Stein schrieb:
> Ist ein LSB = Vref / 1024 ?

Ein LSB ist erstmal das niederwertigste Bit des Ergebnisses, bzw. der 
Wert, den das niederwertigste Bit verkörpert. Es entspricht somit dem 
1024tel des Messbereiches, bzw. der Differenz von einer Rasterstufe zur 
nächsten.

Bernd Stein schrieb:
> Ein Wandlungsergebnis von $3FF entspricht der ausgewählten
> Referenzspannung minus einem LSB.

Das ist aber nur die halbe Wahrheit, denn wenn die zu messende Spannung 
größer als Vref ist, beträgt das Ergebnis auch nur $3FF.

Und bei Verwendung der internen Referenz von 2,56 V (bei anderen AVRs 
auch 1,1 V) ist es durchaus erlaubt, dass die zu messende Spannung 
größer als die Referenz ist. Bei Verwendung des internen Vorverstärkers 
(Gain > 1) kann es auch mal passieren, dass der ADC in die Begrenzung 
gerät.

Du tust Dir also einen Gefallen, wenn Du freiwillig den Messbereich auf 
$3FE reduzierst und $3FF als "Überlauf" wertest, also gesondert als 
"Error" behandelst.

...

von Bernd S. (Firma: Anscheinend Corner-Cases ;-)) (bernd_stein)


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Hannes Lux schrieb:
> ...
> Du tust Dir also einen Gefallen, wenn Du freiwillig den Messbereich auf
> $3FE reduzierst und $3FF als "Überlauf" wertest, also gesondert als
> "Error" behandelst.
>
Danke fuer deine Antwort und diesen Tip.

Bernd_Stein

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