Hallo zusammen, ich möchte eine Spannung über den ADC eines Atmel einlesen. Die Spannung liegt am Ausgang eines OPV an. Da die Spannung auch über 5V liegen kann im extremsten Fall, muss natürlich eine Schutzbeschaltung her. Ich wollte das so machen, wie in der angehängten Schaltung. Geht das so? reicht die Größe des Widerstandes? Beste Grüße Dirk
Angehängte Dateien:
-
ADC-protect.png
3,9 KB
Wenn die AD Wandlung schnell erfolgen soll, wäre ein Kondensator am AD Eingang nach Masse noch sinnvoll. Lies dir mal die Bemerkungen im Datenblatt zu dem Thema durch. Ansonsten OK.
Dirk schrieb: > reicht die Größe des Widerstandes? 4k7 ist schon ne gute Hausnummer. Wieviel Strom zieht die 5V-Elektronik am +5V genannten Knoten mindestens? Werden die 5V auch als Referenzspannung genutzt, kann das Übersteuern auch dynamisch lustige Folgen haben...
An den ADC-Pin kommt noch eine kleiner Kondensator (1nF bis 100nF), das ist dann ein einfacher RC-Tiefpass und der S/H-Kondensator (14pF) kann sich über den schnell aufladen.
Hallo, die 5V werden nicht als referenz genommen. Ich denke, ich nehme einen externen Referenzbaustein. Mehr als 60mA dürfte die ganze Schaltung eigentlich nicht ziehen denke ich mal...hab ich noch gar nicht so komplett überblick. Danke! Beste Grüße Dirk
Im Forum war vor kurzem mal eine Diskussion, dass man die Dioden entweder weg läßt oder vor den µC noch einen Widerstand setzt. Grund ist die große Streuung der parasitären Dioden. Diese können schon bei 0,5V leiten. Damit wären deine 1N4148 sinnlos. Das sind Si-Dioden, welche eine Flußspannung von ca. 0,7V haben. Auch bei Schottkys kann es schon eng wedern. Die Hausnummer von 4,7k nehme ich auch immer, lt. Datenblatt kann man bis 10k gehen. MfG Barti
Ja 60mA maximal... Ich war am Minimalbetrag interessiert, da du ja mit "Ableitstrom" in die +5V-Versorgung hinein ebendiese anhebst, falls da nicht genug Strom gezogen wird. mf
Glaube der Eingangswiderstand des ADC liegt bei 10kOhm und streut ziemlich von uP Exemplar zu Exemplar. D.h. das Messergebnis streut dann ebenso. Macht daher wohl wenig Sinn, die 4,7 k als Vorwiderstand, die zusammen mit dem Eingangswiderstand des ADC einen Spannungsteiler bildet .. ? ! ?
10k sind es nicht... z.B steht im Datenblatt des Mega88 auf Seite 310: R(AIN) Analog Input Resistance (TYP) 100MOhm. (Allerdings muss ich auch sagen, dass ich diesen Wert anzweifle...) Wie wäre es mit Widerstand 1k, Z-Diode 5,1V gegen Signal und Masse sowie parallel 10...100nF? Mirko
Georg G. schrieb: > Wenn die AD Wandlung schnell erfolgen soll, wäre ein Kondensator am AD > Eingang nach Masse noch sinnvoll. Mike J. schrieb: > An den ADC-Pin kommt noch eine kleiner Kondensator (1nF bis 100nF), das > ist dann ein einfacher RC-Tiefpass Ein Tiefpass wenn's schnell gehen soll ?? MfG Klaus
Klaus schrieb: > Ein Tiefpass wenn's schnell gehen soll ?? Ja, richtig. Schau dir Beispielapplikationen an und lies etwas über die Interna der A/D Wandler. Der "richtige" Tiefpass muss ohnehin meist noch davor (Stichwort Antialiasing). Aber das kommt erst im nächsten Silvester.
Georg G. schrieb: > Ja, richtig. Schau dir Beispielapplikationen an und lies etwas über die > Interna der A/D Wandler. > > Der "richtige" Tiefpass muss ohnehin meist noch davor (Stichwort > Antialiasing). Aber das kommt erst im nächsten Silvester. Da packen die ADCs mit 100k und mehr Abtastrate in die µCs aber davor soll ein Tiefpass mit 3k Eckfrequenz. Mal wieder was gelernt. MfG Klaus
Oszilloskop mit 100 MHz und 1 Gigasample/Sek... Samplingrate, Bandbreite und Takt des ADC sind alles verschiedene Dinge. Daher stehen sie nicht im Verhältnis 1:1. Die Abtastrate muß immer deutlich höher sein als die Frequenz des zu untersuchenden Signals. Mit 2 Messungen pro Zyklus wird man nicht glücklich und mit 10 Messungen sieht ein Sinus noch immer ziemlich eckig aus. Das entspricht 5 Messungen pro Halbwelle, bzw 2 oder 3 pro Quadrant. Durch 2 Punkte kann ich immer eine Gerade legen und somit ein Sinus nicht von einem Dreiecksignal unterscheiden. Da haben dann auch irgendwann die mathematischen Analysemethoden mangels Stützpunkte ihre Grenzen. Mit den 200 kHz ADC-Takt als oberen Grenzwert für 10 Bit Genauigkeit schafft der ATMega ca 15.000 Messungen pro Sekunde. Die Eingangsbandbreite ist Singleended für bis zu 38,5 kHz ausgelegt und bei differntiellen Messungen für 4 kHz. Da wäre ein 3kHz Tiefpass nicht sooooo weit daneben. Hier gibt es zwar eien Beitrag in dem jemand zwar 5kHz Signale gesampelt hat. Dazu wurde aber der ADC übertaktet. Wenn man nun den ADC per Widerstand schützt brauchen die Kondensatoren der Sample-and-Hold-Stufe mehr Zeit zum laden. Beim ATMega ist der ADC auf 10 kiloOhm Eingangswiderstand ausgelegt. Da drüber muß man sich Gedanken machen. Ein Kondensator bildet zwar mit dem Eingangswiderstand einen Tiefpaß, welcher höhere Frequenzen stärker dämpft, ermöglicht aber ein schnelles laden der Sample-and-Hold-Stufe da der Kondensator relativ niederohmig am ADC hängt. Man braucht die Abtastrate also nicht zu senken. Die Dämpfung durch das RC-Glied kann man dann in der Auswertung berücksichtigen. So kann man also Dank Tiefpaß schnell auswerten. Und für hohe Frequenzen brauch man noch höhere Samplingraten. Nebenbei empfiehlt Atmel das Fernhalten von höheren Frequenzen vom ADC. Durch ein RC-Glied sind wir niederfrequent und niederohmig. Alles ist gut. Ob der Kondensator nötig ist hängt davon ab was man messen will. Sind keine steilen Flanken im Signal brauche ich den Kodensator eher nicht. "The user is recommended to only use low impedant sources with slowly varying signals, since this minimizes the required charge transfer to the S/H capacitor."
Carsten R. schrieb: > Oszilloskop mit 100 MHz und 1 Gigasample/Sek... Samplingrate, Bandbreite > und Takt des ADC sind alles verschiedene Dinge. Daher stehen sie nicht > im Verhältnis 1:1. Die Abtastrate muß immer deutlich höher sein als die > Frequenz des zu untersuchenden Signals. Mit 2 Messungen pro Zyklus wird > man nicht glücklich und mit 10 Messungen sieht ein Sinus noch immer > ziemlich eckig aus. Das stimmt schon alles. Aber mit 8kHz Abtastrate bekomme ich die Telefonbandbreite bis 3,2kHz (Verhältnis 1:2,5) so gut hin, daß man auf dem digitalisierten Signal noch ein 33kBaud Modem mit -40db Pegel rechnen kann. Wie das Signal aussieht, interessiert nur einen Menschen mit einem Scope. Carsten R. schrieb: > Mit den 200 kHz ADC-Takt als oberen Grenzwert für 10 Bit Genauigkeit > schafft der ATMega ca 15.000 Messungen pro Sekunde. Das bricht ja nun wirklich keine Rekorde, ich bin besseres gewöhnt: > • 12-Bit, up to 16-Channel Analog-to-Digital Converter: > - 100 ksps conversion rate oder > • 10-bit, 1.1 Msps or 12-bit, 500 ksps conversion: > - Two, four, or eight simultaneous samples > - Up to 32 input channels with auto-scanning Aber ohne zu wissen, was gemessen/gewandelt werden soll zu behaupten, ein 100nF über dem Eingang macht etwas "schneller", ist schon eine eigenwillige Interpretation von: "The user is recommended to only use low impedant sources ...". MfG Klaus
Mir ist klar das 15 ksps kein Rekord ist. Im Gegenteil, ich habe es auch zitiert um die Grenzen des Atmegas aufzuzeigen. Es ging ja um die Einschränkung der Bandbreite durch den Tiefpaß. Ich wollte damit klarmachen, daß man sich bei einem AVR schon Gedanken machen muß, wenn man höhere Frequenzen sinnvoll abtasten will. Somit ist die Reduktion der Bandbreite auf den unteren Kilohertzbereich selten ein wirklicher Verlust. Das sind nunmal die Daten des Chips. Ein Mikrocontroller ist nunmal kein Oszi. Ich meinte auch nicht, daß es durch einen Kondensator schneller wird. Das ist natürlich Schwachsinn^^ Aber durch den Kondensator "sieht" der ADC Low-Impedance vor seiner Tür. Das ermöglicht! es die Sample and Hold Zeit trotz hochohmigem Vorwiderstand kurz zu halten. Ob man es nutzt ist eine andere Sache. Jedenfalls ist man nicht mehr gezwungen die hust "Belichtungszeit" (Analogie zur guten alten Analogfotografie) raufzusetzen. Denn dummerweise ist das Verhältnis Sample and Hold zur Auswertung beim AVR fix. Verdopple ich die Zeit fürs S&H so verdopple ich auch die Wartezeit bis das Ergebnis im Register steht. Das ist zwar selten von Bedeutung. Aber manchmal benötigt man eine kurze Latenz. Und dann ist es manchmal unpraktisch, daß an beim Fotoladen statt einer Woche zwei Wochen auf seine Bilder warten muß, bloß weil man beim knippsen die Belichtungszeit verdoppelt hat. Auf "The user is recommended.." verwies ich auch mit dem Wort "Nebenbei" um zu zeigen, daß es im Einklang dazu steht und keine Nachteile mit sich bringt solange man es nicht übertreibt. Es sollte nicht als Begründung herhalten. Die Begründung ist der Zweck, und den hatte ich vorher genannt. Wie das digitalisierte Signal aussieht interessiert nicht nur Leute mit einem Skope. Es hängt davon ab wofür man die Daten braucht. Das mit dem Modem interessiert mich. Ich bin mir nicht sicher, ob ich es richtig verstanden habe. Digitalisierst du mit 8 kHz, wandelst das wieder von Digital nach Analog um auf diesem Signal ein Modem laufen zu lassen? Ich kann mir zwar vorstellen, daß das prinzipiell geht, da sich das Modem anpaßt und die Baudrate senkt. ich kann mir aber nicht vorstellen das das mit vollen 33Kbaud geht. Wenn ja würde mich das sehr interessieren. Dann sollten wir aber auf einen neuen Thread ausweichen. Ich fürchte das nimmt dann Formen an die mit dem ursprünglichen Thema kaum noch was zu tun haben. Aber es interessiert mich :) gute Nacht Carsten
Carsten R. schrieb: > Digitalisierst du mit 8 kHz, wandelst das wieder von > Digital nach Analog um auf diesem Signal ein Modem laufen zu lassen? Das ganze Telefonnetz ist mit 8 kHz digitalisiert, am ISDN Anschluß bekommst du es gleich digital, 8 kHz und 8 Bit --> 64 kBit. Die 8 Bit sind eigentlich so etwa 15 Bit, über eine logarithmische Kennlinie nach A-law oder µ-law auf 8 Bit komprimiert. Und warum es nach Analog wandeln, wenn das (physikalische) Modem es anschließend wieder digitalisiert. Ein Modem ist heute (schon lange) ein DSP mit vorgeschaltetem ADC. > Wie das digitalisierte Signal aussieht interessiert nicht nur Leute mit > einem Skope. Es hängt davon ab wofür man die Daten braucht Wenn du dir ein Modemsignal mit -35 db analog auf einem Scope anschaust, siehst du nichts, außer Rauschen. > Ich kann mir zwar vorstellen, daß das prinzipiell geht, da sich das > Modem anpaßt und die Baudrate senkt. ich kann mir aber nicht vorstellen > das das mit vollen 33Kbaud geht. Mehr als 64 kBit in A-law oder µ-law decodiert steht grundsätzlich nicht zur Verfügung. Mehr wird vom Telefonnetz nicht übertragen. Wenn 33 kBaud überhaupt funktionieren, dann direkt. Jede Wandlung bringt Verluste. Die Rechnerei ist nicht trivial, ich verwende gekauften Code, aber es ist auch kein Hexenwerk. Falls du noch Fragen hast, auch in einem anderen Thread, gerne MfG Klaus
Argh, ich bin so blöd. Ich hab bei den Kilosamples was mit den Kilobaud durcheinander geworfen. Ich erinnere mich nun wieder an die 8K Abtastung mit 8 bzw 7(Analog) Bit aus Modemzeiten, daher war auch bei 56K Schluß. Irgendwo hab ich auch noch mein Modem liegen. Die 33KBaud lassen sich dann natürlich bequem durchschieben. Die Rückwandlung nach analog und dann Modem entsprang nur meiner temporären Verwirrung da ich dachte Du würdest einen separaten µC vor dem Modem betreiben. Das war völlig bescheiuert von mir. Ich hatte da gerade nen Brett vorm Kopp. Und dabei rechne ich zur Zeit täglich Samples in baud um, um möglichst viele ADC-Daten über über den USART zu schaufeln. Eigentlich simpel aber irgendwie war ich da gerade betriebsblind^^ Nun ist alles klar. Danke und gute Nacht Carsten
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.