एमसीयू पर एडीसी इनपुट प्रतिबाधा

Question

एक विशिष्ट MCU ADC का इनपुट प्रतिबाधा क्या है? इस मामले में मैं PIC24FJ64GA004 के साथ काम कर रहा हूं। मुझे उच्च गति के नमूने की आवश्यकता नहीं है - प्रति सेकंड अधिकतम 100 नमूने।

मैं एक प्रतिरोधक विभक्त को 100k रोकनेवाला और 10k अवरोधक से जोड़ना चाहता हूं, इसलिए प्रतिबाधा 1M से अधिक होनी चाहिए अन्यथा प्रतिबाधा रीडिंग को तिरछा करना शुरू कर देगी।

Comments

इनपुट प्रतिबाधा वह नहीं है जो आपको एक उप-मेगाोहम स्रोत के साथ 100 हर्ट्ज नमूना दर के बारे में चिंता करनी चाहिए, लेकिन ग्राहकों को अलग करने या कब्जा करने जैसी चीजें (यदि यह भी मायने रखती है)।

— निक टी

Answer 1

इनपुट लीकेज करंट

गेट से अपने रेसिस्टर्स वोल्टेज ड्रॉप को निर्धारित करने के लिए आपको डेटाशीट से लीकेज करंट का उपयोग करना होगा। माइक्रोचिप उनके डेटाशीट पर एक "इनपुट रिसाव चालू" निर्दिष्ट करता है। जिस डेटाशीट को मैंने देखा है, वह 1uA के इनपुट लीकेज करंट को निर्दिष्ट करती है। यह एक .1V या 100mV का कारण बन सकता है, जो कि केवल रॉबर्ट द्वारा गणना की जाने वाली गणना से दोगुना है, शायद आपके संकेत पर कोई समस्या नहीं है।

अब याद रखें, यदि आप 30V सिग्नल को नीचे 30/11 (2.7v) वोल्ट पर पूरी तरह से पढ़ रहे हैं, तो इसमें 100mV जोड़ा जाता है, जिससे आपके 30V सिग्नल पर 3% तक की त्रुटि होती है।

यदि आपको 1 वी के संकल्प की आवश्यकता है, तो उसे 11 से विभाजित करें और फिर 100 मीटर जोड़ें। यह 100mV बड़ा हो सकता है तो 1V सिग्नल।

इनपुट क्षमता

रॉबर्ट सही है, एक समाई होगी, लेकिन यह वास्तव में एडीसी माप लेने के लिए आवश्यक समय की मात्रा को निर्दिष्ट करता है। यह भी, आपके द्वारा चुने गए इनपुट प्रतिरोध के साथ संयुक्त, एक कम पास फिल्टर बनाता है, यदि आप उच्च आवृत्ति के साथ संकेतों को मापना चाहते हैं, तो आप उन्हें पकड़ने में सक्षम नहीं होंगे।

त्रुटि को कम करना

सबसे आसान तरीका यह है कि या तो अपने डिवाइडर पर अपने प्रतिरोध को कम करें, या अपने सिग्नल को बफर करें। जब आप सिग्नल को बफ़र करते हैं तो आप PIC के लीकेज करंट को अपने op-amps लीकेज करंट से बदल देंगे जो आपको काफी कम मिल सकता है।

यह 1uA एक सबसे खराब स्थिति है, जब तक कि आपको डिजाइन में मामूली बदलाव करने के लिए बड़ी राशि खर्च नहीं करनी पड़ती है, अपने डिजाइन को फेब करें और परीक्षण करें कि यह आपके लिए कितना बुरा है।

कृपया मुझे बताएं कि क्या कुछ है जो मैं इसे पढ़ने में आसान बना सकता हूं।

Comments

ठीक है, 3% काफी अधिक है ... क्या इसे कम करने का कोई तरीका है? मुझे लगता है कि मैं विभक्त प्रतिरोध को कम कर सकता था ...

— थॉमस ओ

यदि आपकी सबसे छोटी रीडिंग 30V है तो यह 3% है।

— कोर्तुक

अतिरिक्त जानकारी जोड़ी गई।

— कोर्तुक

@ यूटॉर्ट 100 एमवी 1 यूए पर 100 के but प्रतिरोध की ओर जाता है, लेकिन मैं यह पता नहीं लगा सकता कि यह प्रतिरोध कहां से आ रहा है। क्या आप स्पष्ट कर सकते हैं कि कृपया?

— ११:४०

Answer 2

MCU ADC इनपुट वेरिएबल इनपुट प्रतिबाधा का अनुभव कर सकते हैं जो इस बात पर निर्भर करता है कि सैंपल-एंड-होल्ड पिन से जुड़ा है या नहीं। सिग्नल को बफ़र करने के लिए किसी सेशन amp का उपयोग करने में परेशानी हो सकती है। ओप एम्पी को आपको Nyquist के ऊपर की आवृत्तियों को फ़िल्टर करने की अनुमति देने का अतिरिक्त लाभ होगा, जो अच्छा अभ्यास भी है।

Comments

दुर्भाग्य से मैं एक सेशन के लिए जगह नहीं छोड़ सकता।

— थॉमस ओ

आप SC70-6 घटक के लिए स्थान नहीं छोड़ सकते हैं और आप अपने आप को एक noob कहते हैं?

— अकोल्मस्मिथ

सहमत, एक nyqusit दर से नीचे फ़िल्टर करने और लाभ सेट करने के लिए एक op amp, और इनपुट बफरिंग के लिए दूसरा वैकल्पिक एक।

— स्मैशटैटिक

Answer 3

एक बिंदु जिसका अभी तक उल्लेख नहीं किया गया है, वह इनपुट पर संधारित्र है। कई एडीसी एक कैपेसिटर को इनपुट से जोड़ते हैं, जबकि वे माप लेते हैं और फिर कुछ समय बाद इसे काट देते हैं। इस कैप की प्रारंभिक स्थिति को मापा जा सकने वाला अंतिम वोल्टेज, वीएसएस या कुछ असंगत हो सकता है। सटीक माप के लिए, यह आवश्यक है कि कैपेसिटेंस कनेक्ट होने पर इनपुट या तो हिलता नहीं है, या कि यह उछलता है और कैपेसिटर के डिस्कनेक्ट होने से पहले ठीक हो जाता है; व्यवहार में, इसका मतलब है कि या तो इनपुट पर समाई एक निश्चित मूल्य से ऊपर होनी चाहिए, या फिर यह कि इनपुट समाई और स्रोत प्रतिबाधा द्वारा गठित आरसी समय एक निश्चित मूल्य से नीचे होना चाहिए।

उदाहरण के लिए, मान लीजिए कि स्विच की गई इनपुट कैपेसिटी 10pF है, और अधिग्रहण का समय 10uS है। यदि इनपुट प्रतिबाधा 100K है, तो ADC की समाई के अलावा कोई इनपुट समाई नहीं है, और शुरू होने वाले कैप वोल्टेज और मापा जाने वाले वोल्टेज के बीच का अंतर R है, तो RC समय स्थिर 1uS (10pF * 100K) होगा , इसलिए अधिग्रहण का समय 10 आरसी समय स्थिरांक होगा, और त्रुटि आर / एक्सप (10) (लगभग आर / 22,000) होगी। यदि आर पूर्ण-पैमाने पर वोल्टेज हो सकता है, तो त्रुटि 16-बिट माप के लिए एक समस्या होगी, लेकिन 12-बिट माप के लिए नहीं।

मान लीजिए कि स्विच किए गए कैपेसिटेंस के 10pF के अलावा बोर्ड पर कैपेसिटेंस की 10pF थी। उस स्थिति में, प्रारंभिक त्रुटि आधे में कट जाएगी, लेकिन आरसी समय निरंतर दोगुना हो जाएगा। नतीजतन, त्रुटि R / 2 / exp (5) (लगभग R / 300) होगी। 8-बिट माप के लिए बमुश्किल पर्याप्त है।

समाई को थोड़ा और बढ़ाएं और चीजें और भी बदतर हो जाएं। 90pF के लिए समाई को धक्का दें और त्रुटि R / 10 / exp (1) (लगभग R / 27) होगी। दूसरी ओर, यदि टोपी इससे बहुत बड़ी हो जाती है, तो त्रुटि वापस नीचे जाएगी। 1000pF की समाई के साथ, त्रुटि लगभग R / 110 होगी; 10,000pF (0.01uF) पर, यह लगभग R / 1000 होगा। 0.1uF पर, यह R / 10,000 के बारे में होगा, और 1uF पर, यह R / 100,000 के बारे में होगा।

Answer 4

डेटाशीट के पृष्ठ 198 पर एक नज़र डालें । पिन पर 6-11pF और होल्डिंग कैप पर 4.4pF है।

Comments

हां लेकिन इससे मेरा क्या मतलब है? क्षमा करें, मैं अभी भी एक noob हूँ।

— थॉमस ओ

इनपुट लगभग 500nA (वर्तमान स्रोत) आकर्षित करेगा। कैपेसिटर नमूना दर को सीमित करेगा। जब यह इनपुट पिन पर स्विच करता है, तो चॉल्ड को चार्ज करने के लिए समय चाहिए।

— रॉबर्ट

500nA 50mV छोड़ देगा, जो काफी अधिक है, लेकिन मेरे 0-30V पूर्ण पैमाने पर सीमा से अधिक नहीं है, यह लगभग 5mV होगा जो ठीक है। धन्यवाद!

— थॉमस ओ

Answer 5

सुपरकैट ने अपने पद में जो अच्छे अंक जुटाए हैं, उनके अलावा, एक और सूक्ष्मता को ध्यान में रखना है जब आप बाहरी संधारित्र के साथ एक असंबद्ध वोल्टेज विभक्त का उपयोग कर रहे हैं।

एडीसी रीडिंग के अनुक्रम के माध्यम से चलने पर चार्ज ट्रांसफर जो हर बार होता है, जब एक अनुक्रम दोहराने की दर से गुणा किया जाता है, तो एक वर्तमान हो जाता है । इस करंट का DC औसत मान Csamp * deltaV * f है, जहाँ Csamp नमूना समाई है (बाहरी समाई नहीं!), DeltaV क्रमिक इनपुट चैनलों के बीच वोल्टेज है, और f अनुक्रम आवृत्ति है (आप कितनी बार चक्र करते हैं) 1 नमूनों का पूरा क्रम)।

जब आपके पास चार्ज ट्रांसफर प्रभाव को कम करने के लिए एक बाहरी संधारित्र होता है और लंबे समय तक नमूना लेने का समय रहता है, तो नमूना संधारित्र को चार्ज करने के लिए आवश्यक इस इनपुट को कम-पास-फ़िल्टर करने का नकारात्मक प्रभाव पड़ता है, जो एक इनपुट-वोल्टेज के रूप में दिखाई देगा निर्भर रिसाव वर्तमान जो आपके स्रोत प्रतिबाधा भर में एक ऑफसेट वोल्टेज का कारण बनता है।

बस कुछ नमूना संख्याओं के लिए: आपका वोल्टेज विभक्त (100K || 10K) लगभग 9K है, और यदि चैनल = 3V, Csamp = 10pF और f = 10kHz के बीच डेल्टा है, तो यह 2.7VV की वोल्टेज त्रुटि का कारण होगा, या इससे थोड़ा कम डेल्टा का 0.1%। बहुत कुछ नहीं है, लेकिन जागरूक होने के लिए पर्याप्त है। आपको 1M का उपयोग नहीं करना चाहिए || 10KHz अनुक्रम दोहराने की दर के साथ 100K वोल्टेज विभक्त - बेशक, यह काफी तेज है, और धीमी दोहराने की दर के लिए, आपको उतना चिंता करने की आवश्यकता नहीं है।

मैंने अपने ब्लॉग पर एक पोस्ट में इस और अन्य एडीसी ड्राइविंग मुद्दों के बारे में लिखा है ।

Comments

निरंतर चालू के रूप में बार-बार कैपेसिटिव स्विचिंग के बारे में आपकी बात एक अच्छी है। इस परिदृश्य में जहां मुझे कैपेसिटिव स्विचिंग व्यवहार से सबसे अधिक परेशानी हुई, मेरा नमूना दर 1 हर्ट्ज से नीचे था, इसलिए स्विच्ड इनपुट द्वारा वर्तमान में खट्टा या डूब गया एक गैर-मुद्दा था, लेकिन लगातार डेटा अधिग्रहण से जुड़ी स्थितियों के लिए यह एक समस्या है जो जीत गई ' कोई इनपुट फ़िल्टर कैप द्वारा हल नहीं किया जाना चाहिए चाहे वह कितना भी बड़ा हो।

— सुपरकैट

BTW, आपके ब्लॉग के संबंध में, एक अन्य दंपति जिस तरह की समस्या को हल करने के लिए दूसरे इंजीनियर के पास जाता है, वह मतदान क्रम को बदलने के लिए हो सकता है (नमूना थर्मिस्टर # 1), (नमूना निश्चित शून्य-वोल्ट संकेत), (नमूना थर्मिस्टर # 2) ), (नमूना निश्चित शून्य-वोल्ट संकेत), या फिर, अगर टोपी के लिए प्रारंभिक बिंदु हमेशा पिछले वोल्टेज है जो पढ़ा गया था, प्रत्येक नमूना समूह के लिए प्रत्येक थर्मिस्टर को दो बार नमूना दें, या तो बस दूसरे मूल्य का उपयोग करें, या शायद समायोजन। दूसरे सेंसर के दूसरे रीडिंग और पहले रीड वैल्यू के आधार पर दूसरा मूल्य।

— सुपरकैट