分压器和ADC


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我想使用最大输入为3V的MCU ADC读取0-30V的电压。

最初,我想到使用100k-10k分压器(因此33V转换为3V),但是根据MCU上ADC输入阻抗的答案,由于输入泄漏电流,这将增加3%的误差;我正在寻找0.5%的最大误差。但是,在较低的分压器值下,由于过压,我冒着损坏MCU输入的风险(电阻与输入上的钳位二极管一起作用。)我还增加了电阻的功耗,这些电阻是微型0603器件,额定功率为最高0.063W。如何避免这种情况?nb输入阻抗并不关键。

我并不担心采样速度,它将以每秒最多100个采样的速度监视电池电压。


你有没有建立以前的?基于最坏情况的泄漏,最坏的情况是3%,除非您制造了很多这样的泄漏,否则可以对其进行校准。
Kortuk

Kortuk,您认为我可以将其中一个电阻调整3%还是用软件处理(比例为1.03x?)
Thomas O 2010年

您说的是要以很少的额外成本获得高精度,低功耗。不确定是否可行。您可以像kortuk提到的那样在软件中进行校准,但是在制造过程中,这将花费时间,而这将等于金钱。
Kellenjb

无论如何,以大阻抗驱动MCU ADC输入是不好的。这会增加建立时间并引起失真等。“ ADC已针对输出阻抗约为10kΩ或更小的模拟信号进行了优化。如果使用这样的信号源,则采样时间可以忽略。如果阻抗较高的源使用时,采样时间将取决于信号源需要给S / H电容器充电的时间,变化范围可能很大;建议用户仅使用信号缓慢变化的低阻抗信号源,因为这样可以最大程度地减少所需的电荷转移到S / H上限”
endolith

Answers:


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将分压器与电阻一起使用,然后使用运算放大器跟随器。另一种选择是使用运算放大器电路来降低电压,您可以在一级执行抗混叠滤波!


+1使用增益为0.1的运算放大器,并使其两倍用作抗混叠滤波器
ajs410 2010年

我买不起运算放大器。不幸的是,我没有足够的空间。如果它们足够小,并且具有8个通道,我也许可以负担得起缓冲IC。
Thomas O

通常,您只需要购买一个小巧的运算放大器并将其连接为缓冲器即可。 national.com/mpf/LM/LMC7111.html SOT23太大了吗?
endolith” 2010年

哦,您要8个频道。
endolith” 2010年

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使用精度更高的电阻将减少分压器误差,第二个问题是将信号驱动到ADC中。这是不准确的地方,因此建议使用缓冲区。
smashtastic

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好的,从您对我的评论的答复中,我想我可以为您提供更多的帮助。

建立它!

构建简单的电阻分压器。这具有许多优点,对于一种尺寸,另一种是成本。

表征它!

现在,您还将使用微控制器,这是表征错误的地方。使用非常精确的电压发生器,现在检查电压并查看uC实际测量的误差。

分析一下!

现在是时候变得有趣了。您可以衡量许多事情。

准确度和精度

这里要衡量的最大事情是这些点的错误是否可重复。如果每次扫描时您都会得到不同的错误,或者如果沿着不同路径进行的扫描在同一点上给出了不同的错误,则不是一种选择。这通常发生在泄漏电流下。这里的重要部分是您不需要高精度,只需高精度。如果您可以描述错误的特征,则您的uC可以纠正它。如果差异很大,则需要更改解决方案。

什么是X点校准?

现在,如前所述,如果您具有很高的精度,则可以继续校正精度。现在,如果在绘制输入电压与输出电压的关系图时,您将必须确定所需的“参考点”数量。好的设备允许1点(或零点,无需校准)。许多温度探头。

一站式校正

两条线具有相同的斜率,但有一个偏移量,因此您只需要查找必须添加到数据点的值即可对其进行校正。这是一种理想的情况,因为任何新的校准仅需要单个数据点即可再次进行校准。

两点校准

两条线性曲线都可能有偏移并且存在斜率差,您只需要两个参考点和线性插值即可提取偏移。这仍然相对容易,您可以将任意一点乘以标量,然后添加一个偏移量。

如您所见,您需要的积分越多越混乱。在某些时候,仅获取每个数据点并将其与实际值关联起来会更容易。例如,发现0000是1V,0001是2V,0002是1.5V。这很麻烦,并且仅在偏移量可重复的情况下仍然有效。但这可能发生。

总结一下

希望这对您有所帮助,请告诉我。如果您最终得到的变化电流不可靠,那么该是时候应对需要缓冲器或类似器件的问题了。

我可以看到泄漏引起的高误差的可能性,但是我敢打赌,在大多数范围内误差相对较小,并且当出现误差时可以很容易地进行校正。


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附带一提,这似乎是一项繁重的工作,但实际上这是相对较低的工作量,可以降低组件成本。
Kortuk

好评论!一种在软件中实现的绝妙方法。您查找表的最终方法可能是最好的方法。唯一的缺点是它会消耗ROM,但是对于MCU上的8-10位ADC来说应该是可行的。
smashtastic,2010年

这取决于数据,我有许多不同的情况,1点校准就足够了。只是一个偏移。然后,内置硬件进行校准会自动获得回报。
Kortuk
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