Ich baue ein Hobby-Oszilloskop auf ATmega16. Ich teste den ADC, indem ich eine Rechteckwelle bei 2 kHz mit kleiner Amplitude erzeuge und sie über einen kapazitiven Eingang mit einem Spannungsteiler an den ADC-Pin anlege, um den Nullpegel zu verschieben.

So sieht das Signal nach der Abtastung durch ADC aus:

Es sieht gut aus, aber nachdem ich anfange, den Nullpegel durch Einstellen des Potentiometers zu verschieben, bekomme ich diese seltsamen Spitzen:

Nachdem ich den Pegel etwas höher verschoben habe, sieht es wieder gut aus:

Und dann wiederholt sich das Muster:

Insgesamt erhalte ich 3 Bereiche, in denen die Spitzen erscheinen.

Einige Informationen

• AVR läuft mit 16MHz
• ADC verwendet eine interne 2,56-Referenzspannung
• ADC ist im Freilaufmodus bei 125 kHz (Prescaler=128)
• Ich übertrage Daten über CP210 auf ein Android-Tablet, das für Echtzeit-Plotten verwendet wird. Die Schaltung wird auch vom Tablet mit Strom versorgt. Ich erhalte die gleichen Ergebnisse, wenn die Schaltung an den PC angeschlossen ist.
• Die USART-Baudrate beträgt 500000 b/s (UBRR=1)
• AVcc und AREF sind nicht verbunden. Ich habe auch versucht, AVcc mit Vcc zu verbinden und eine 0,1-uF-Kappe zwischen Gnd und AVcc hinzuzufügen, aber dies hatte keine Wirkung.

Noch ein paar Infos

• dieses Rauschen kommt nicht vom Generator (getestet mit analogem Oszilloskop)
• Dieses Geräusch kommt nicht vom Potentiometer
• LFUSE = 0xFF, HFUSE = 0x89.

ADC-Initialisierungsroutine

ADMUX = (1 << REFS0); // AVCC with external capacitor at AREF pin
ADCSRA = (1 << ADEN)
        | (1 << ADIE)
        | (1 << ADATE) 
        | (1 << ADPS0)
        | (1 << ADPS1)
        | (1 << ADPS2); // Division factor = 128
MCUCR |= 1 << SM0;
MCUCR |= 1 << SE; // Sleep-mode enabled
ADCSRA |= (1 << ADSC);

ADC-Datenübertragungsroutine

volatile uint8_t adcLow;
volatile uint8_t adcHigh;

int main(void) {
    ....
    while (1) {
        if (ADCSRA != 0x00) {
            USARTSendByte(adcLow);
            USARTSendByte(adcHigh);
        }
    }
}

ISR(ADC_vect) {
    adcLow = ADCL;
    adcHigh = ADCH;
}