Вхідний опір аналогових штифтів Arduino Uno?


18

Я використовую чіп зондування струму, заснований на ефекті ACS712, на деяких невеликих роботизованих рухових двигунах і читаю в аналоговій напрузі за допомогою Arduino Uno. Я мав досить хороші результати, але тільки після введення RC-фільтра на виході. Однак у примітці про додаток до таблиці, вказується не робити цього:

"додавання RC-фільтра до виходу ІС датчика може призвести до небажаного ослаблення виходу пристрою - навіть для сигналів постійного струму."

Тоді вона дає формулу для обчислення ослаблення, але це залежить від того, щоб знати вхідний опір того, що читає сигнал, так що я тут хочу.

Відповіді:


23

Тут є кілька факторів.

По-перше, вхідний опір АЦП. ATmega328P використовує АЦП послідовного наближення . Таким чином, вхід є в основному входом до компаратора, тому АЦП має дуже високий вхідний опір.

введіть тут опис зображення

АЦП визначається як такий, що має вхідний опір 100 МОм (тобто MegaOhm).
Однак це здається мені дещо підозрілим. Разом з тим, що не вказано витоку аналогового входу, я б припустив, що це електричні характеристики просто АЦП, а не АЦП разом із усією структурою штифтів ІО. Я б припустив, що лінії ІО АЦП, які спільно використовуються з цифровим ІО, мають набагато більший струм витоку (1 мкА від документів), ніж лінії IO, які є аналоговими (50 нА, якщо вважати, що компаратор SAR аналогічний аналоговому компаратору вхідна топологія).


Однак тут є ще один розгляд, що є причиною того, що Атмель задає імпеданс джерела <10 КОм:
Вхідна ємність

введіть тут опис зображення

В основному, вхідні з'єднання з АЦП всередині мікросхеми після мультиплексора мають деяку ємність. Якщо ви подивитеся на еквівалентну схему для входу АЦП ATmega:
введіть тут опис зображення

Ви можете бачити, як виглядає вхід.

Проблема з високими опорами джерела виникає при перемиканні вхідного мультиплексора з одного штиря на інший. Якщо у вас два входи, один на 0,5 В і один на 4,5 В, коли ви переходите з одного на інший, вхід повинен заряджати (або розряджати) цей конденсатор 14 пФ.

Якщо джерело сигналу має дуже високий опір, заряджання конденсатора може призвести до тимчасового падіння вхідної напруги. Якщо АЦП перетворюється на вхід, поки ще заряджається конденсатор, ви отримаєте неправильне значення.

Це, мабуть, можна вирішити, давши вхід АЦП осісти протягом періоду часу після перемикання каналів АЦП, але найкращий спосіб впоратися з цим - просто переконатися, що джерело входу може зарядити ємність досить швидко, щоб це не було проблемою.


1
Чудово прописано.
gwideman

2
Я знаю, що це старе питання, але як би "просто забезпечити, щоб джерело входу могло зарядити ємність досить швидко, що це не проблема"?
RubberDuck

2
@RubberDuck - Якщо ваш вхід має високий або невідомий опір, завантажте його, використовуючи щось на зразок підсилювача, налаштованого як послідовник посилення напруги єдності .
Коннор Вольф

+1 для "Тут є ємність". Тепер я це розумію.
Ейвер

8

Лист даних не зовсім зрозумілий.

http://www.atmel.com/images/atmel-8271-8-bit-avr-microcontroller-atmega48a-48pa-88a-88pa-168a-168pa-328-328p_datasheet_complete.pdf

(24.6.1) Сторінка 244 зазначає: "АЦП оптимізовано для аналогових сигналів з вихідним опором приблизно 10 кОм або менше. Якщо використовується таке джерело, час вибірки буде незначним".

Це найближче до всього, що я коли-небудь знаходив у таблиці, що говорить про імпеданс АЦП.


Якщо вам потрібно точне значення, 100 МОм вказано в таблиці 29-15 на сторінці 310.
Брайан Гордон,

Це називає "Аналоговий вхідний опір" - Отже, заряджаючи кришку 14 пФ через це? Я б сказав, що краще щось на передньому кінці. Я використовую .01 кришки для напруг постійного струму, які не змінюються швидко.
SDsolar
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.