ADC-Eingangsschaltung und Quellenimpedanz

Ich verwende in meiner Anwendung einen Maxim-ADC aus dieser Familie: http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX1304-MAX1314.pdf

Die Geräte haben eine relativ niedrige Eingangsimpedanz. Wenn Sie sich Abbildung 5 im obigen Datenblatt auf Seite 19 ansehen, können Sie die äquivalente Eingangsschaltung sehen. Mein ADC ist 0-5V Bereich. Mein Eingangssignal liegt jedoch im Bereich von 0-10 V, daher muss ich es reduzieren, um es an den ADC anzupassen.

Wenn ich am ADC-Eingang einen Widerstandsteiler verwende, scheint es mir, dass ich aufgrund der Wechselwirkung zwischen meinen 2 Widerständen und R1 und R2 in Abbildung 5 keine korrekte Anzeige vom ADC erhalten kann. Zum Beispiel:

|                      Vdiv
|   Vin------Rdivider--------Rdivider---------> GND
|                       |
|                       |
|                       |
|                       R1 (3.33k)
|                       |
|                       |             Csample
|                       |-------/ ------| |------- 
|                       |
|                       R2 (5K)
|                       |
|                       |
|                       |
|                       v
|                     0.9V

In der obigen Abbildung scheint es mir, egal welche Rdivider-Werte ich gewählt habe, dass Vdiv nicht Vin/2 sein wird.

Muss ich für diesen Fall einen Verstärker im Eingang verwenden?

Dumme Frage, aber könnten Sie damit durchkommen, den +/-5V-Teil in der Familie zu verwenden? Die 0V eines Mannes sind die -5V eines anderen Mannes ...
@W5V0: In der Tat ein guter Punkt. Werde dem nachgehen. Danke

Antworten (3)

Ja, aus dem Datenblatt:

Aufgrund des durch R1 und R2 in Abbildung 5 gebildeten analogen Eingangswiderstandsteilers führt jeder signifikante analoge Eingangsquellenwiderstand (R SOURCE) zu einem Verstärkungsfehler. Außerdem verursacht R SOURCE eine Verzerrung aufgrund von nichtlinearen analogen Eingangsströmen. Begrenzen Sie RSOURCE auf maximal 100 Ω.

Praktisch bedeutet dies, dass Sie den Eingang mit einem Verstärker ansteuern müssen. Ein Widerstandsteiler mit einem 192-Ω- und einem 200-Ω-Widerstand erfüllt jedoch die Spezifikationen, wenn Ihr Signal eine niedrige Ausgangsimpedanz hat.

Funktioniert der 192/200-Teiler für niedrige Vin-Werte? Sagen wir, Vin = 0,1 V?
Ja, Widerstände sind bis hinunter zu 0 V und darüber hinaus linear.
@markrages: Ja, ich weiß, aber wenn Sie die Eqns trainieren, scheint es bei niedrigen Spannungen nicht so zu sein, dass das Teilen durch 2 funktioniert, aufgrund der 0,9-V-Vorspannung, die an R2 angeschlossen ist. Die Gleichung lautet also: (Vin/Rdivider1) = ((Vin/2)/Rdivider2) + (Vin/2-0,9)/8,3k. Die Werte von RTeiler sind aufgrund der Vorspannung von der Eingangsspannung abhängig. Oder übersehe ich etwas ganz? --Grüße
Eek, ich habe die 0,9-V-Vorspannung nicht bemerkt.
Bei einem 0-V-Eingang und dem 192/200-Ω-Teiler beträgt die Spannung bei Vdiv also 108 uV. Das sind etwa 10 % von einem Bit. (5,0 / (1<<12) = 1220 uV). Ich würde mir da nicht zu viele Gedanken machen.
Für Vin=0,5 ergibt sich Vdiv zu 0,262, wenn ich richtig gerechnet habe. Das sind viele Bits, denke ich. Auf jeden Fall denke ich, dass dies so gut ist, wie es mit einem resistiven Teiler geht. Wir sollten wirklich einen Verstärker verwenden. Danke...
Ja, benutze einen Verstärker.

Ich bin sicher, Sie haben dies bereits im Datenblatt gelesen, aber es scheint nur die einfachste Lösung zu sein. Sie empfehlen, den Eingang mit einem MAX4431 (SOT23-5-Paket) anzusteuern.

Ja, vielleicht für den nächsten Spin der Platine.
Es ist wahrscheinlich die beste Idee, es mit einem Operationsverstärker als Spannungsfolger zu betreiben (achten Sie nur auf die Ausgangsoszillation, da der ADC wahrscheinlich ziemlich kapazitiv ist und Operationsverstärker dies im Allgemeinen nicht mögen).

Wie schnell ändert sich Ihr Signal und wie schnell muss Ihre Abtastrate sein?

Wenn Sie ein langsames (DC) Signal haben, können Sie einen Kondensator zwischen den Teilerwiderständen hinzufügen, der den Probenkondensator versorgt, da die Impedanz eines Kondensators sehr niedrig ist. Der Kondensator muss nur groß genug sein, um während der Abtastzeit eine konstante Spannung zu halten. Dies begrenzt Ihre Bandbreite jedoch erheblich, da Sie jetzt einen RC-Filter haben. Es begrenzt auch Ihre Abtastrate, da eine zu schnelle Abtastung den Kondensator entleeren kann. Es braucht Zeit, um sich zwischen den Abtastungen zu stabilisieren, je größer die Widerstandswerte, desto länger diese Zeit.

Danke für die Antwort. Das Signal ist ziemlich schnell, weshalb wir einen ~400ksps ADC ausgewählt haben. Leider haben sich die Eingabeanforderungen mitten im Projekt geändert.
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