A/D-Eingang PIC24EP

Ich verwende einen PIC24E-Mikrocontroller und versuche, den analogen Spannungseingang in einen digitalen umzuwandeln. Der ADC kann nur analoge Spannungen von 0-3 V akzeptieren und mein externes Eingangssignal reicht von 0-5 V. Kann mir jemand sagen wie ich das verkleinern kann? Ich plane, einen Widerstandsteiler zu verwenden, aber ich weiß nicht, ob dies meine Signalqualität beeinträchtigt und ob der ADC die Spannung lesen kann.

Dies ist das elektrische Diagramm des ADC-Eingangsports. Hier sollte Rs ungefähr 200 Ohm betragen, aber ich kann den Eingangsimpedanzwert des analogen Pins nicht aus dem Datenblatt finden. Könnt ihr mir hier etwas empfehlen?

Diagramm des ADC-Eingangsports

Bitte bearbeiten Sie Ihre Frage, um zu erklären, was die Signalquelle ist. Dies wirkt sich auf die Antwort aus.

Antworten (1)

Es ist ein ziemlich übliches Verfahren, einen Widerstandspotentialteiler zu verwenden, um einen 5-Volt-Signalpegel in einen 3,3-Volt-Signalpegel umzuwandeln, aber es gibt ein paar Bedenken: -

  • Sie müssen Widerstandswerte wählen, die nicht so niedrig sind, dass das 5-Volt-Signal aufgrund eines Ladeeffekts übermäßig reduziert wird. Das bedeutet, dass Sie die Quellenimpedanz Ihres Eingangssignals verstehen und sicherstellen müssen, dass der Ladeeffekt des Potentialteilers nicht zu groß ist.
  • Sie müssen Widerstandswerte wählen, die nicht so hoch sind, dass das 3-Volt-Ausgangssignal eine Impedanz für den ADC-Eingang darstellt, die Messfehler verursacht.

Diese beiden Anforderungen sind natürlich widersprüchlich, aber es gibt normalerweise einen Wertebereich für Ihren Potenzialteiler, der trotz des Widerspruchs funktioniert.

In Fällen, in denen es keine gemeinsame Masse gibt, die diese beiden Bedingungen erfüllt (ohne das Eingangssignal übermäßig zu beeinflussen oder die Ausgangsimpedanz für den ADC zu hoch zu machen), kann ein Operationsverstärkerpuffer verwendet werden. Dies führt jedoch zu einer weiteren Reihe von Einschränkungen, die Operationsverstärker normalerweise nicht können: -

  • Treiben Sie ein Ausgangssignal genau auf nahe 0 Volt herunter
  • Treiben Sie ein Ausgangssignal genau nahe an seine obere Stromschienengrenze

Darüber hinaus kann ein Operationsverstärker-Puffer einen Offset-Fehler von einigen Millivolt verursachen. Daher muss bei der Verwendung eines Operationsverstärker-Puffers Vorsicht walten, aber es ist die übliche Wendelösung, wenn die Eingangsimpedanz zu Ihrer Spannungssignalquelle angepasst werden muss ziemlich hoch.

Hinzu kommt der Eingangsspannungsbereich des ADC; es ist nie so gut, wie es scheint, wenn man beiläufig die Titelseite eines Datenblattes liest; Es gibt eine Null-Offset-Spannung, die einen digitalen Offset bedeuten kann, selbst wenn das Eingangssignal genau 0 Volt beträgt UND es kann ein Verstärkungsfehler zu berücksichtigen sein, der bedeuten könnte, dass der digitale Vollausschlag selbst mit Ihrem maximalen Signal nicht erreicht wird.

Und schließlich müssen Sie sich (hoffentlich) Sorgen um den Überspannungsschutz machen, sollte der Eingang tatsächlich auf vielleicht 6 oder 7 Volt ansteigen oder sogar auf negative Werte gehen.

danke andi. Bitte werfen Sie einen Blick auf meine aktualisierte Frage
Das Datenblatt sollte eigentlich die maximale Quellenimpedanz empfehlen, die weniger als 1 LSb Fehler erzeugt. Suchen Sie weiter, Sie werden es finden. 10 kOhm läutet eine Glocke.
Andi, danke für deine Antwort. Ich bin etwas verwirrt. Meinst du, ich sollte einen Widerstandsteiler von 10 kOhm machen? Hier beträgt die maximal zulässige Quellenimpedanz Rs = 200 Ohm.
und hier wird Cin des Pins nicht gemessen. Also, um welchen Kapazitätswert herum wäre es in Ordnung, ihn mit dem Widerstandsteiler anzubringen?
@Najam das hängt davon ab, wie hoch die maximale Frequenz Ihres Eingangssignals ist, die Sie genau messen möchten. Wenn es (sagen wir) 1 kHz ist, verwenden Sie f = 1 2 π R C Um den Maximalwert von C. bei 1 kHz und 200 Ohm zu berechnen, könnte C bis zu 795 nF betragen, aber das würde eine Dämpfung von 3 dB bei 1 kHz ergeben, also wären 80 nF eine gute Wahl. Denken Sie daran, dass dies ein Maximalwert für 1 kHz und 200 Ohm Quellenimpedanz ist. Es kann viel niedriger sein.
Danke Andy für deine Antwort. Jetzt schließe ich einen LM358-Operationsverstärker vor dem Widerstandsteiler an, um am ADC-Pin-Eingang einen niedrigen Widerstand bereitzustellen. Kannst du dir mal meinen Beitrag anschauen. Link unten angegeben: electronic.stackexchange.com/questions/397660/…
Nun, Sie wählen den Operationsverstärker auf der Grundlage der Genauigkeit und Geschwindigkeit aus, die Sie benötigen, sodass es ohne diese Informationen nichts zu überprüfen gibt.
Andy, im 10-Bit-Modus beträgt die ADC-Konvertierungsgeschwindigkeit 1,1 Msps und im 12-Bit-Modus beträgt die ADC-Konvertierungsgeschwindigkeit bis zu 500 ksps
Das ist die Spezifikation für den ADC, aber was sind Ihre Signalanforderungen. Bitte fügen Sie das hier nicht hinzu; Fügen Sie es Ihrer neueren Frage hinzu, die ich gerade beantwortet habe. Übrigens können Sie Antworten formell annehmen.