Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ADC - Innenleben


von Guest (Gast)


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Servus!

Ich arbeite gerade mit dem ADC eines ATMega8, und habe dabei einige 
Problemchen.
Am einen Pin(channel 1) hängt ein NTC-Spannungsteiler dran, am 
anderen(channel 0) ein 1MOhm Pull-Down Widerstand.

Beide Werte lese ich in einer Endlosschleife zeitnah aus.

Das Problem ist nun Folgendes: Anscheinend beeinflusst der NTC 
Spannungsteiler den Eingang des 1MOhm Pull-Down. Dazu ein paar Fragen:

Laut Web Recherche wird der S&H Kondensator ja vom Spannungsabfall über 
dem NTC geladen(ca. 2,5V) und hat nach Umschalten auf channel 0 nicht 
mehr die Zeit sich über den 1MOhm auf 0V zu entladen, daher der ADC Wert 
von 122 statt der gewünschten 0.

Ein dem channel 0 vorgeschalteter Impedanzwandler sollte das Problem 
wahrscheinlich lösen, nur sitzt vor dem S&H Cap. eigentlich auch ein 
Impedanzwandler - wieso zieht der den Kondensator nicht auf die 0V?

Platziere ich zwischen dem Stellen der MUX-bits und dem Beginn der 
Wandlung eine kleine Verzögerung, verschwindet das Problem. Bedeutet das 
also das der S&H Kondensator ständig mit dem am MUX gewählten Ausgang in 
Verbindung steht und erst nach Beginn der Wandlung + 1,5 clk getrennt 
wird?

Mfg.

von STK500-Besitzer (Gast)


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1. Programm posten
2. Schaltplan posten
Prosa ist nicht soooooo pralle

von Hubert G. (hubertg)


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Laut Datenblatt sollte der Widerstand der Spannungsquelle nicht höher 
als 10k sein.
Schon mal versucht den PullDown auf 10k zu verringern?

von LostInMusic (Gast)


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ATmega8-Datenblatt sagt:

"The ADC is optimized for analog signals with an output impedance of
approximately 10 kΩ or less. If such a source is used, the sampling time
will be negligible. If a source with higher impedance is used, the 
sampling
time will depend on how long time the source needs to charge the S/H
capacitor, with can vary widely. 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."

>ein 1MOhm Pull-Down Widerstand.

Also stolze 100 mal höher als 10 kΩ. Klar gibt es dann "komische 
Ergebnisse" oder Beeinflussungen wie Du sie beschreibst. Wundert Dich 
das?

>Bedeutet das also das der S&H Kondensator ständig mit dem am MUX gewählten
>Ausgang in Verbindung steht und erst nach Beginn der Wandlung + 1,5 clk
>getrennt wird?

Es bedeutet, dass der S&H-Kondensator permanent am Ausgang des 
Input-Multiplexers hängt. Getrennt wird der niemals von irgendwas.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Guest schrieb:
> nur sitzt vor dem S&H Cap. eigentlich auch ein
> Impedanzwandler

Nein, da sitzt eben keiner. Du "siehst" die S/H-Kapazität von 14pF über 
eine Längswiderstand von 1...100kOhm währennd der Sampling-Zeit direkt 
am Eingangspin.

Siehe: 
http://www.atmel.com/Images/Atmel-2486-8-bit-AVR-microcontroller-ATmega8_L_datasheet.pdf
Seite 195, Figure 95. Analog Input Circuitry

Gruß Dietrich

von Dietrich L. (dietrichl)


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LostInMusic schrieb:
> Es bedeutet, dass der S&H-Kondensator permanent am Ausgang des
> Input-Multiplexers hängt. Getrennt wird der niemals von irgendwas.

Das stimmt so nicht, siehe 
http://www.atmel.com/Images/Atmel-2486-8-bit-AVR-microcontroller-ATmega8_L_datasheet.pdf 
Seite 189:
"The ADC contains a Sample and Hold circuit which ensures that the input 
voltage to the ADC is held at a constant level during conversion."

Gruß Dietrich

von Guest (Gast)


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Mann das Bild hatte ich beim durchlesen glatt übersehn.

Interessant dass er nicht trennt - wäre ja der Sinn eines S&H einen 
Momentanwert unabhängig von der Signaländerung rauszupicken.

Vielen Dank für die prompten Antworten!

Mfg.

von Guest (Gast)


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@Dietrich genau wunderte mich auch

von Stefan (Gast)


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> Bedeutet das also das der S&H Kondensator ständig mit dem am MUX
> gewählten Ausgang in Verbindung steht.

Ich hatte das gleiche "Phänomen" beobachtet und schließe daraus, dass 
Schalter vor dem S&H Kondensator nur während der Messung geöffnet ist. 
SO kommt es, dass er sich korrekt umladen kann, wenn man nach dem 
Umschalten des Mux bis zur Messung lange genug wartet.
1
Eingang --- Mux --- Schalter ---+--- ADC
2
                                |
3
                               ===
4
                                |
5
                                GND

von spess53 (Gast)


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Hi

>Ich hatte das gleiche "Phänomen" beobachtet und schließe daraus, dass
>Schalter vor dem S&H Kondensator nur während der Messung geöffnet ist.
>SO kommt es, dass er sich korrekt umladen kann, wenn man nach dem
>Umschalten des Mux bis zur Messung lange genug wartet.

Nein, der Schalter wird vor der Messung kurz geschlossen.

MfG Spess

von Stefan (Gast)


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Im Dokument AVR126 gibt noch einen relevanten Hinweis, der hier noch 
nicht dikutiert wurde:

Please note when switching to a differential channel (with gain 
settings), the first conversion result may have a poor accuracy due to 
the required settling time for the automatic offset cancellation 
circuitry. So it is better to discard the first sample result.

von Stefan (Gast)


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> Nein, der Schalter wird vor der Messung kurz geschlossen.

Wäre schön, wenn man das irgendwo nachlesen könnte. Denn meine 
Beobachtung und die von Guest passen nicht dazu.

von spess53 (Gast)


Angehängte Dateien:

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Hi

>Wäre schön, wenn man das irgendwo nachlesen könnte. Denn meine
>Beobachtung und die von Guest passen nicht dazu.

Im Moment habe ich auch keine schriftliche Quelle. Aber im Anhang mal 
der Spannungsverlauf am ADC-Eingang. Jeweils ein Spannungsteiler mit 1k, 
10k 100k und 1M als Spannungsquelle.

MfG Spess

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