Der ADS1x15 soll neben der externen Spannung auch die Versorgung des eigenen Systems messen, eine LiIon-Zelle. Versorgt wird er mit 3,3 Volt und soll mit 2048mV Vollausschlag laufen, also muß ich die Batteriespannung halbieren. Ich will natürlich möglichst wenig Querstrom im Spannungsteiler haben. Im Datenblatt finde ich 'typ 6 MegOhm Eingangsimpedanz', im Text aber mir unklare Hinweise auf deren Abhängigkeit von der Abtastrate. Wieso eigentlich, laut Blockdiagramm steht am Eingang der PGA, der den Eingang doch von der Eingangskapazität des Wandlers abkoppeln sollte? Gibt es Erfahrungswerte, wie hochohmig ich teilen darf?
Der Spannungsteiler muss nur arbeiten während du die Spannung messen willst.
Wolfgang schrieb: > Der Spannungsteiler muss nur arbeiten während du die Spannung messen > willst. Hilft garnichts! Einen Schalt-FET möchte ich mir ersparen, ich weiß, wie das geht. Gibt es Erfahrungswerte wie hochohmig ich teilen darf
Manfred schrieb: > Gibt es Erfahrungswerte wie hochohmig ich teilen darf So hochohmig, dass dich die unvermeidlich auftretenden Fehler noch nicht stören. Du kannst natürlich die Kennlinie hinterher rechnerisch wieder gerade biegen. Wie groß dürfen die Fehler werden? Wenn du nur stabile Gleichspannungen messen willst, wären Kondensatoren am Analogeingang hilfreich gegen Umladevorgänge bei der Kanalumschaltung. Manfred schrieb: > Wieso eigentlich, laut Blockdiagramm steht am Eingang der PGA ... Nicht beim ADS1015 oder ADS1115. Da sitzt noch der MUX.
Manfred schrieb: > Versorgt wird er mit 3,3 Volt und soll mit 2048mV Vollausschlag laufen, > also muß ich die Batteriespannung halbieren. Das verstehe ich (irgendwie) nicht (ganz)... weil die Specs folgendes meinen: Input range programmed control, 7 types input ranges: -0.256V to +0.256V, -0.512V to +0.512V, -1.024V to +1.024V, -2.048V to +2.048V, -4.096V to +4.096V, -6.144V to +6.144V Programmable Data Rate: 8sps-860sps Input voltage: 2.0-5.5V
Manfred schrieb: > Wieso eigentlich, laut Blockdiagramm steht am Eingang der PGA, der den > Eingang doch von der Eingangskapazität des Wandlers abkoppeln sollte? Fig. 26 im Datenblatt zeigt, dass der Samplingkondensator direkt auf den Eingang wirkt.
@mratix Datenblatt lesen 7.1 Absolute maximum ratings Analoginputvoltage AIN0,AIN1,AIN2,AIN3 GND– 0.3 VDD+ 0.3 V
High-Performer schrieb: > Sind wir hier bei Wünch dir was? Ja, ich wünsche mir sinnvolle Antworten - im µC-net sind einige Leute, die Ahnung von Elektronik haben. Wolfgang schrieb: > So hochohmig, dass dich die unvermeidlich auftretenden Fehler noch nicht > stören. Du kannst natürlich die Kennlinie hinterher rechnerisch wieder > gerade biegen. Rechnerisch gerade biegen heißt, dass ich mich auf den Eingangswiderstand als stabilen Wert verlassen kann, der Sache traue ich nicht. > Wie groß dürfen die Fehler werden? Es fällt mir schwer, das in Zahlen zu gießen. Das Ding soll sich abschalten, bevor der LiIon in die Tiefentladung kommt. > Wenn du nur stabile Gleichspannungen messen willst, wären Kondensatoren > am Analogeingang hilfreich gegen Umladevorgänge bei der > Kanalumschaltung. Das wäre kein Thema, ein MKT frisst keinen Strom. Wenn ich als Teiler mal von 200k auf 200k ausgehe, bekomme ich rund 10µA, die tun mir nicht weh. Achim S. schrieb: > Fig. 26 im Datenblatt zeigt, dass der Samplingkondensator > direkt auf den Eingang wirkt. Da habe ich mein Verständinisproblem: Beim ADS1x13 geht der Eingange direkt auf den ADC, beim 1x14 / 1x15 ist doch aber der Verstärker 'PGA' dazwischen.
> Wenn ich als Teiler mal von 200k auf 200k ausgehe, bekomme ich rund > 10µA, die tun mir nicht weh. Jo, mach das. 2x100k und 1x100nF und alles wird gut. Vermutlich gehen auch 2x1M. Wird halt die Zeitkonstante groesser, aber dein Akkuzustand aendert sich ja auch nur sehr langsam. Wenn du superschlau sein willst dann kannst du auch beiden Widerstaenden ein Kondensator parallel schalten. Dann funktioniert die Schaltung nach dem einschalten schneller. Olaf
Manfred schrieb: > Da habe ich mein Verständinisproblem: Beim ADS1x13 geht der Eingange > direkt auf den ADC, beim 1x14 / 1x15 ist doch aber der Verstärker 'PGA' > dazwischen. Du interpretierst mehr ins simplified block diagram rein als tatsächlich drinnen steckt. Die Skizze sagt nur, dass du im Signalpfad des ADS1115 eine Verstärkungsmöglichkeit hast. Sie sagt nichts darüber, wie dieser Verstärker implementiert ist. Es gibt ADCs, die hier wirklich einen eigenen Verstärker integriert haben. Die machen dann oft auch dediziert Werbung damit und beschreiben den Verstärker genauer (der AD7607 ist ein Beispiel dafür). Bei ADS1115 ist das nicht so gelöst. Hier wird nicht das Signal vor dem Samplingkondensator verstärkt. Sondern die Verstärkung wird durch die Weiterverarbeitung des bereits gesampleten Signals umgesetzt. Abschnitt 9.3.2 beginnt mit dem Satz "The ADS111x use a switched-capacitor input stage". Der ganze Abschnitt 9.3.2 und Fig. 26 machen eindeutig, dass der Kondensator direkt auf den Eingang wirkt (also von der externen Quelle geladen werden muss).
Warum willst du unbedingt einen Spannungsteiler einsetzen? Bei der Messung der Spannung einer LiIon-Zelle ist es vollkommen gleichgültig ob die Auflösung 62,5 µV oder 125 µV beträgt. Demgegenüber steht ein höherer Eingangswiderstand und dass kein zusätzlicher Fehler durch den Spannungsteiler eingeführt wird. Also - wie von Mister A. schon vorgeschlagen - einfach den PGA auf einen FSR von ±4.096 V stellen. Der folgende Einwand von Chris K. wegen Vin<VDD-0.3V bezieht sich nur die ESD-Schutzdioden und betrifft nicht die generelle Verwendung dieses Messbereichs. https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads1115.pdf
1 | 9.3.3 Full-Scale Range (FSR) and LSB Size |
2 | [...] |
3 | Analog input voltages must never exceed the analog input voltage limits given in the Absolute Maximum Ratings. If a VDD supply voltage greater than 4 V is used, the ±6.144 V full-scale range allows input voltages to extend up to the supply. Although in this case (or whenever the supply voltage is less than the full-scale range; for example, VDD = 3.3 V and full-scale range = ±4.096 V), a full-scale ADC output code cannot be obtained. For example, with VDD = 3.3 V and FSR = ±4.096 V, only signals up to V IN = ±3.3 V can be measured. The code range that represents voltages |V IN | > 3.3 V is not used in this case. |
valte schrieb: > Also - wie von Mister A. schon vorgeschlagen - einfach den PGA auf einen > FSR von ±4.096 V stellen. Bevor hier noch Einwände kommen: es sollte klar sein, dass dabei der ADS direkt aus der Zelle versorgt werden muß. Die Genauigkeit (INL, Gain-Offset, etc. vs. VDD) leidet dadurch kaum und die digitalen Signale vertragen, unabhängig von VDD, bis zu 5V.
Olaf K. schrieb: > Jo, mach das. 2x100k und 1x100nF und alles wird gut. Vermutlich gehen > auch 2x1M. Wird halt die Zeitkonstante groesser, aber dein Akkuzustand > aendert sich ja auch nur sehr langsam. Stimmt, den werde ich eh nur alle paar Minuten messen. > Wenn du superschlau sein willst dann kannst du auch beiden Widerstaenden > ein Kondensator parallel schalten. Dann funktioniert die Schaltung nach > dem einschalten schneller. Das ist ein interessanter Ansatz, aber ob der wirklich klappt? Achim S. schrieb: > Bei ADS1115 ist das nicht so gelöst. Hier wird nicht das Signal vor dem > Samplingkondensator verstärkt. Sondern die Verstärkung wird durch die > Weiterverarbeitung des bereits gesampleten Signals umgesetzt. Danke für die Erklärung! > Abschnitt 9.3.2 beginnt mit dem Satz "The ADS111x use a > switched-capacitor input stage". Der ganze Abschnitt 9.3.2 und Fig. 26 > machen eindeutig, dass der Kondensator direkt auf den Eingang wirkt > (also von der externen Quelle geladen werden muss). Im Datenblatt "The capacitors used in this input stage are small, and to external circuitry, the average loading appears resistive." In der Tabelle unter 7.5 wird die Common-mode input impedance beziffert, aber kein Wort zum kapazitiven Anteil. Ich werde es einigermaßen hochohmig angehen und so, wie Olaf K. schrieb, einen Kondensator an den Eingang legen - das Signal ist langsam. Noch ist die Schaltung nicht komplett aufgebaut, vielleicht habe ich später noch Lust, mal mit verschiedenen Widerständen zu experimentieren, einer der Eigänge bleibt unbenutzt. valte schrieb: > Also - wie von Mister A. schon vorgeschlagen - einfach den PGA auf einen > FSR von ±4.096 V stellen. Der folgende Einwand von Chris K. wegen > Vin<VDD-0.3V bezieht sich nur die ESD-Schutzdioden und betrifft nicht > die generelle Verwendung dieses Messbereichs. Das werde ich ganz sicher nicht tun. Das Datenblatt ist eindeutig, Eingangssignal nicht größer als Versorgung. Aus dem Grunde schrieb ich direkt im Eingangspost "Versorgt wird er mit 3,3 Volt".
> Das ist ein interessanter Ansatz, aber ob der wirklich klappt?
Kostet fast nichts und ist besser als nichts und kann nicht schaden.
Olaf
Manfred schrieb: > Im Datenblatt "The capacitors used in this input stage are small, and to > external circuitry, the average loading appears resistive." > > In der Tabelle unter 7.5 wird die Common-mode input impedance beziffert, > aber kein Wort zum kapazitiven Anteil. Ein mit hoher Frequenz geschalteter Kondensator verhält sich im zeitlichen Mittel wie ein ohmscher Widerstand. Das wird in Abschnitt 9.3.2 beschrieben. Aus Genauigkeitssicht (also wie stark dein Spannungsteiler belastet wird) kannst du es wie einen ohmschen Widerstand betrachten.
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