Wie berechne ich die Eingangsspannung basierend auf einem ADC-Messwert?

Auszug aus dem Schema

+UB ist eine 12-V-Stromversorgung. Ich muss die Spannung an U_KL30 finden.

Ich nehme diesen U_KL30 als Eingang PortA<1>meines MC9S08DZ60 und verwende einen ADC, um einen digitalen Wert zu erhalten. Jetzt brauche ich eine Gleichung, um den vom ADC empfangenen digitalen Wert auf die tatsächliche Spannung an U_KL30 zurückzuentwickeln. Welche Gleichung kann ich verwenden?

Ich setzte mich hin, um mir den Kopf mit dem Diagramm weiter zu zerbrechen, und kam zu folgendem Ergebnis: V_KL30 = UB*(R19/(R19+R18)). Bin ich zumindest in der richtigen Richtung?
Ja, das ist ein Anfang, aber es ignoriert die Auswirkungen des Kondensators und der Dioden.
... was je nach Art des angelegten Signals wichtig sein kann oder nicht. Mit anderen Worten, es gibt ein gewisses Maß an Tiefpassfilterung und einige schützende Klemmspannungsgrenzen.

Antworten (3)

Hier gibt es zwei Möglichkeiten:

  1. Dass der uC über einen vollständig kalibrierten ADC mit Präzisionsschaltungen und Temperaturkorrektur verfügt. In diesem Fall müssen Sie nur die 418-Seite *.pdf durchlesen und die Beziehung finden oder ..

  2. Es ist nicht kalibriert und Sie können nur eine Annäherung erhalten. Das bedeutet also, dass Sie den Eingang gegenüber der binären # im Voraus kalibrieren und hoffen müssen, dass er sich nicht zu sehr mit der Temperatur ändert. Sweepen Sie einfach die Spannung am Pin, lesen Sie sie mit einem DMM ab und vergleichen Sie sie mit dem ADC-Wert.

Da dies ein Massenprodukt mit engen Gewinnspannen ist, vermute ich, dass Nr. 2 das ist, was Sie tun müssen.

Denken Sie daran, dass Sie auch beim R18 und R19 Toleranzen haben werden, es sieht immer mehr so ​​aus, als müssten Sie es nur kalibrieren. Natürlich hängt dies alles von der erforderlichen Präzision ab. Sie könnten möglicherweise damit davonkommen, nur zwei Werte zu lesen und eine gerade Linie an diese anzupassen. Wenn D 1 entspricht dem digitalen Messwert #1 v 1 mit dem gemessenen Paar D 1 , v 1 du einfach:

v X = v 2 − v 1 B 2 − B 1 B X + ( v 1 B 2 − v 2 B 1 ) B 2 − B 1

Wo B X ist der neue Abtastwert.

Verwenden Sie Ihre Proben: "V1 = 10 V, V2 = 12 V; B1 = 2023, B2 = 2428, Bx = 2432"

Wir erhalten V = = 2 405 B X + 0,0098 = 0,004938 B X + 0,0098

v X = 12.02

RAWBRAWB: Danke für die ausführliche Antwort. Ich habe Ihre Idee / Technik angewendet und Folgendes erhalten: V1 = 10 V, V2 = 12 V; B1= 2023, B2= 2428, Bx= 2432; Vx = 16,009 Bx wurde bei 12 V genommen. Hier kommt Ihre Weitsicht bei der Kalibrierung ins Spiel. HABE ICH RECHT?
Ich hatte einen Tippfehler - jetzt behoben und ich habe Werte hinzugefügt, die es gegeben haben, überprüfen Sie es noch einmal. Sie werden feststellen, dass der ADC einen leichten Versatz hat, aber nicht so schlimm ist.

Es hängt davon ab, wie Ihr ADC konfiguriert ist und wie hoch die Referenzspannung ist. Angenommen, die Zahl wird direkt als N-Bit-Ganzzahl gelesen, die zum LSB gerechtfertigt ist (dh die höchstwertigen Bits jenseits der ADC-Auflösung sind Null),

v ich N = v R e F ∗ A D C   R e A D ich N G ( 2 N − 1 )

Sicher, es gibt Überlegungen zu Nichtlinearitäten und Rauschen, aber dies sollte ein ziemlich guter erster Durchgang sein

Scott: Bei Ihrer Gleichung müssen wir die Verstärkung von R19 und R18 berücksichtigen. Vin=(Vref ADC_reading gain)/2^N Hinweis: Ich ignoriere den Effekt von -1. Auf diese großen Werte hat es keinen großen Einfluss. Wenn ich falsch liege, korrigiere mich bitte.
Ich gebe die Gleichung für die analoge Spannung am analogen Eingangspin an. Das sieht der Adc, und ich dachte, Sie fragen danach. Wenn Sie die Antwort auf die Frage "wie lautet die Gleichung für die Spannung an U_KL30 in Abhängigkeit von der Spannung an UB?" haben möchten, sollten Sie dies klären.
Tatsächlich haben Sie DIREKT nach der Beziehung zwischen der Ganzzahl, die Ihr ADC Ihnen gegeben hat, und der Spannung an U_KL30 GEFRAGT!
Kumpel, ich schätze deine Antwort. Ich wollte nur diesen Teil hinzufügen. NICHTS FÜR UNGUT!!
Nichts genommen, Sheetansh.

Ich bin mir nicht ganz sicher, was Sie hier genau versuchen, aber:

Wenn der Eingang bei +UB +12VDC beträgt, können Sie den Kondensator ignorieren und einfach die Teilerspannung berechnen:

12 v ⋅ R 19 R 18 + R 19 = 12 v ⋅ 3.3 k 13.3 k = 2,98 v

Die Dioden begrenzen den Spannungsbereich von knapp über 5 V auf knapp unter 0 V.

Für die digitale Darstellung hängt es von der ADC-Auflösung und der Referenzspannung ab. Wenn Sie beispielsweise einen 10-Bit-ADC mit einer Referenzspannung von 5 V haben, wären die 2,98 V:

2,98 v 5 v ⋅ 2 10 = 610 = 1001100010

Wie berechne ich die Eingangsspannung basierend auf einem ADC-Messwert?
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