Bộ chia điện áp và ADC

Tôi muốn đọc điện áp từ 0-30V với MCU ADC có đầu vào tối đa là 3V.

Ban đầu tôi nghĩ đến việc sử dụng bộ chia 100k-10k (vì vậy 33V chuyển thành 3V) nhưng theo các câu trả lời cho trở kháng đầu vào ADC trên MCU , điều này sẽ thêm lỗi 3% do dòng rò đầu vào; Tôi đang tìm kiếm tối đa 0,5% lỗi. Tuy nhiên, ở các giá trị thấp hơn cho bộ chia, tôi có nguy cơ làm hỏng các đầu vào của MCU do quá điện áp (các điện trở hoạt động song song với các điốt kẹp trên đầu vào.) Tôi cũng tăng khả năng tiêu tán điện trong các điện trở của mình, là các thiết bị nhỏ 0603, được xếp hạng cho Tối đa 0,063W. Làm thế nào tôi có thể tránh điều này? trở kháng đầu vào nb không quan trọng.

Tôi không lo lắng về tốc độ lấy mẫu, nó sẽ theo dõi điện áp pin tối đa 100 mẫu mỗi giây.

adc

— Thomas O
nguồn

bạn đã xây dựng trước đó? 3% là trường hợp xấu nhất dựa trên rò rỉ trường hợp xấu nhất, trừ khi bạn đang xử lý rất nhiều trong số này, bạn có thể hiệu chỉnh chúng.

— Kortuk

Kortuk, bạn có nghĩ rằng tôi có thể điều chỉnh một trong các điện trở bằng 3% hoặc xử lý nó trong phần mềm (tỷ lệ bằng 1,03x?)

— Thomas O

Bạn đang nói rằng bạn muốn độ chính xác cao, rút điện thấp, với chi phí rất thấp. Không chắc chắn rằng có thể. Bạn có thể hiệu chỉnh trong phần mềm như kortuk đã đề cập, nhưng trong một quy trình fab cần có thời gian sẽ bằng tiền.

— Kellenjb

Dù sao, việc điều khiển đầu vào ADC MCU với trở kháng lớn là không tốt. Nó làm tăng thời gian lắng và gây biến dạng, v.v. "ADC được tối ưu hóa cho tín hiệu tương tự có trở kháng đầu ra khoảng 10 kΩ hoặc ít hơn. Nếu sử dụng nguồn đó, thời gian lấy mẫu sẽ không đáng kể. Nếu nguồn có trở kháng cao hơn. được sử dụng, thời gian lấy mẫu sẽ phụ thuộc vào thời gian nguồn cần sạc của tụ điện S / H, có thể thay đổi rộng rãi. Người dùng được khuyến nghị chỉ sử dụng các nguồn trở kháng thấp với tín hiệu thay đổi chậm, vì điều này giảm thiểu việc truyền tải điện yêu cầu đến nắp S / H "

— endolith

Câu trả lời:

Sử dụng bộ chia điện áp với các điện trở và một bộ theo dõi opamp sau đó. Thay thế sử dụng một mạch opamp để giảm điện áp và bạn có thể thực hiện lọc chống bí danh trong một giai đoạn!

— smashtastic
nguồn

+1 sử dụng op amp với mức tăng 0,1 và làm cho nó tăng gấp đôi làm bộ lọc khử răng cưa

— ajs410

Tôi không đủ tiền mua op-amp. Thật không may, tôi không có đủ không gian. Tôi có thể đủ khả năng để mua IC đệm, nếu chúng đủ nhỏ và có sẵn với 8 kênh.

— Thomas O

Thông thường bạn chỉ cần mua một op-amp nhỏ và kết nối nó như một bộ đệm. national.com/mpf/LM/LMC7111.html SOT23 có quá lớn không?

— endolith

Ồ, bạn muốn 8 kênh.

— endolith

sử dụng điện trở có độ chính xác cao hơn sẽ làm giảm lỗi phân chia điện áp, vấn đề thứ hai là điều khiển tín hiệu đó thành ADC. Đây là nơi không chính xác sẽ xảy ra, do đó đề xuất sử dụng bộ đệm.

— smashtastic

Được rồi, từ phản hồi của bạn đến nhận xét của tôi, tôi nghĩ rằng tôi có thể giúp đỡ nhiều hơn với một câu trả lời đầy đủ.

Xây dựng nó!

Xây dựng bộ chia điện trở đơn giản của bạn. Điều này có nhiều lợi thế, đối với một kích thước, một kích thước khác là chi phí.

Đặc trưng nó!

Bây giờ, bạn cũng sẽ sử dụng một vi điều khiển, đây là lúc bạn cần mô tả lỗi của mình. sử dụng một máy phát điện áp rất chính xác, bây giờ hãy kiểm tra điện áp và xem lỗi nào mà uC thực sự đo được.

Phân tích nó!

Bây giờ là khi nó được vui vẻ. Có một số điều bạn có thể đo lường.

Độ chính xác và chính xác

Điều lớn nhất để đo lường ở đây là nếu lỗi tại các điểm có thể lặp lại. NẾU mỗi lần bạn quét bạn sẽ gặp một lỗi khác nhau hoặc nếu quá trình quét của bạn theo một đường dẫn khác gây ra một lỗi khác nhau tại cùng một điểm, thì đây không phải là một tùy chọn. Điều này thường xảy ra với dòng điện rò rỉ. Phần quan trọng ở đây là bạn không cần độ chính xác cao, chỉ cần độ chính xác cao. Nếu bạn có thể mô tả lỗi của mình, uC của bạn có thể sửa cho nó. Nếu bạn có một phương sai lớn, bạn cần thay đổi giải pháp của mình.

Hiệu chuẩn điểm X là gì?

Bây giờ, nếu bạn có độ chính xác cao, như đã thảo luận trước đây, bạn có thể chuyển sang sửa lỗi chính xác. Bây giờ, nếu khi bạn vẽ đồ thị điện áp đầu vào của bạn so với điện áp đầu ra của bạn, bạn sẽ phải quyết định số lượng "điểm tham chiếu" bạn cần. Các thiết bị đẹp cho phép 1 điểm (hoặc 0 điểm, không cần hiệu chuẩn). Nhiều đầu dò nhiệt độ.

Hiệu chuẩn một điểm

Cả hai dòng có cùng độ dốc, nhưng bù, vì vậy bạn chỉ cần tìm giá trị bạn phải thêm vào điểm dữ liệu để sửa nó. Đây là một tình huống lý tưởng, vì bất kỳ hiệu chuẩn mới nào cũng chỉ cần một điểm dữ liệu duy nhất để hiệu chỉnh lại.

Hiệu chuẩn hai điểm

cả hai đường cong tuyến tính, có thể là phần bù và có sự khác biệt về độ dốc, bạn chỉ cần hai điểm tham chiếu và phép nội suy tuyến tính để trích xuất phần bù của bạn. Điều này vẫn tương đối dễ dàng, bạn chỉ cần lấy bất kỳ điểm nào, nhân nó với một vô hướng và thêm một phần bù.

Như bạn có thể thấy, nó trở nên lộn xộn hơn khi bạn cần nhiều điểm hơn. Tại một số điểm, sẽ dễ dàng hơn khi chỉ lấy mỗi datapoint và tương quan nó với giá trị thực tế. Ví dụ: tìm 0000 là 1V, 0001 là 2V, 0002 là 1,5V. Điều này là lộn xộn, và điều này vẫn chỉ hoạt động nếu các lần bù được lặp lại. Điều này có thể xảy ra mặc dù.

Tổng kết nó

Tôi hy vọng điều này sẽ giúp, cho tôi biết nếu bạn cần rõ ràng hơn. Nếu bạn kết thúc với một dòng rò khác nhau không đáng tin cậy, đã đến lúc chỉ cần xử lý khi cần một bộ đệm, hoặc một cái gì đó tương tự.

Tôi có thể thấy khả năng xảy ra lỗi cao do rò rỉ, nhưng tôi cá rằng lỗi này tương đối nhỏ so với hầu hết phạm vi, và khi có thì có thể dễ dàng sửa chữa.

— Kortuk
nguồn

Là một lưu ý phụ, Điều này có vẻ như một tấn công việc, nhưng nó thực sự là một lượng công việc tương đối nhỏ để giảm chi phí thành phần.

— Kortuk

Nhận xét tốt! một cách tuyệt vời để làm điều đó trong phần mềm. Phương pháp cuối cùng của bạn để tra cứu bảng có lẽ là phương pháp tốt nhất. Hạn chế duy nhất là ROM mà nó tiêu thụ, nhưng đối với ADC 8-10 bit trên MCU thì điều đó là có thể thực hiện được.

— smashtastic

Nó phụ thuộc vào dữ liệu, tôi có nhiều trường hợp khác nhau, hiệu chuẩn 1 điểm là đủ. Chỉ là một sự bù đắp. Và sau đó xây dựng trong phần cứng để hiệu chỉnh tự động trả hết.

— Kortuk