전압 분배기 및 ADC

최대 입력이 3V 인 MCU ADC를 사용하여 0-30V의 전압을 읽고 싶습니다.

처음에는 100k-10k 분배기를 사용한다고 생각했지만 (33V는 3V로 변환 됨) MCU의 ADC 입력 임피던스에 대한 답변에 따르면 입력 누설 전류로 인해 3 % 오류가 발생합니다. 최대 0.5 % 오류를 찾고 있습니다. 그러나 분배기의 값이 낮을수록 과전압으로 인해 MCU의 입력이 손상 될 위험이 있습니다 (저항은 입력의 클램핑 다이오드와 함께 작동합니다). 최대 0.063W 어떻게 피할 수 있습니까? nb 입력 임피던스는 중요하지 않습니다.

샘플링 속도가 걱정되지 않습니다. 초당 최대 100 개의 샘플로 배터리 전압을 모니터링합니다.

adc

— 토마스 오
소스

이전을 만들었습니까? 3 %는 최악의 누수를 기준으로 최악의 경우였습니다.이 중 많은 부분을 다루지 않으면 보정 할 수 있습니다.

— Kortuk

Kortuk, 저항기 중 하나를 3 % 조정하거나 소프트웨어에서 처리 할 수 있다고 생각하십니까 (1.03 배)?

— Thomas O

적은 비용으로 고정밀, 저전력 소모를 원한다고 말하고 있습니다. 가능하지 않다. kortuk에서 언급 한 것과 같은 소프트웨어를 사용하여 교정 할 수 있지만 시간이 걸리는 팹 공정에서는 비용과 같습니다.

— Kellenjb

어쨌든 큰 임피던스로 MCU ADC 입력을 구동하는 것은 좋지 않습니다. 안정화 시간이 길어지고 왜곡 등이 발생합니다. "ADC는 약 10kΩ 이하의 출력 임피던스를 가진 아날로그 신호에 최적화되어 있습니다. 이러한 소스를 사용하는 경우 샘플링 시간을 무시할 수 있습니다. 임피던스가 더 높은 소스의 경우 샘플링 시간은 소스가 S / H 커패시터를 충전하는 데 필요한 시간에 따라 크게 달라질 수 있으며, 사용자는 필요한 전하 전송을 최소화하므로 신호가 느리게 변화하는 저임피던스 소스 만 사용하는 것이 좋습니다. S / H 캡에 "

— endolith

답변:

저항기와 함께 전압 분배기를 사용하고 이후에는 opamp follower를 사용하십시오. 대안으로 opamp 회로를 사용하여 전압을 줄이고 한 단계에서 앤티 앨리어싱 필터링을 수행 할 수 있습니다!

— 스매시
소스

+1 게인이 0.1 인 연산 증폭기를 사용하고 앨리어싱 제거 필터로 두 배로 설정

— ajs410

나는 연산 증폭기를 감당할 수 없다. 안타깝게도 충분한 공간이 없습니다. 버퍼 IC가 충분히 작고 8 개의 채널을 사용할 수있는 경우 버퍼 IC를 사용할 수 있습니다.

— Thomas O

일반적으로 작은 연산 증폭기를 구입하여 버퍼로 연결하면됩니다. national.com/mpf/LM/LMC7111.html SOT23이 너무 큽니까?

— endolith

오, 당신은 8 개의 채널을 원합니다.

— endolith

높은 정밀도의 저항을 사용하면 전압 분배기 오류가 줄어들고 두 번째 문제는 해당 신호를 ADC로 유도하는 것입니다. 여기에서 부정확 한 부분이 발생하므로 버퍼 사용을 제안합니다.

— smashtastic

좋아, 내 의견에 대한 귀하의 답변에서 나는 완전한 답변에 더 도움이 될 수 있다고 생각합니다.

그것을 구축하십시오!

간단한 저항 분배기를 만드십시오. 이것은 하나의 크기에 대해 다른 이점이 많은 장점이 있습니다.

그것을 특성화하십시오!

이제 마이크로 컨트롤러도 사용할 것입니다. 여기서 오류를 특성화해야합니다. 매우 정확한 전압 발생기를 사용하십시오. 이제 전압을 확인하고 uC가 실제로 측정하는 오류를 확인하십시오.

그것을 분석하십시오!

지금은 재미있을 때입니다. 측정 할 수있는 많은 것들이 있습니다.

정확성과 정밀도

여기서 측정 할 가장 큰 것은 포인트의 오류가 반복 가능한지 여부입니다. 스윕 할 때마다 다른 오류가 발생하거나 다른 경로를 따르는 스윕이 같은 시점에서 다른 오류를 발생시키는 경우 이는 옵션이 아닙니다. 이것은 종종 누설 전류에서 발생합니다. 여기서 중요한 부분은 높은 정확도가 필요하지 않고 높은 정밀도가 필요 하다는 것입니다. 오류를 특성화 할 수 있으면 uC가이를 정정 할 수 있습니다. 차이가 큰 경우 솔루션을 변경해야합니다.

X 포인트 교정이란 무엇입니까?

이제 앞에서 설명한대로 높은 정밀도를 유지하면 정확도를 바로 잡을 수 있습니다. 이제 입력 전압과 출력 전압을 그래프로 나타낼 때 필요한 "기준점"의 수를 결정해야합니다. 좋은 장치는 1 점 (또는 영점, 교정 필요 없음)을 허용합니다. 많은 온도 프로브.

원 포인트 교정

두 선의 경사는 동일하지만 오프셋이 있으므로 수정하려면 데이터 포인트에 추가해야하는 값을 찾아야합니다. 새로운 교정은 하나의 데이터 포인트 만 있으면 다시 교정 할 수 있으므로 이상적인 상황입니다.

2 점 교정

두 선형 곡선, 오프셋이있을 수 있고 경사 차이가있는 경우 오프셋을 추출하려면 두 개의 참조 점과 선형 보간 만 필요합니다. 이것은 여전히 상대적으로 쉽습니다. 아무 포인트 나 가져와 스칼라를 곱하고 오프셋을 추가하십시오.

보시다시피, 더 많은 포인트가 필요합니다. 어떤 시점에서는 모든 데이터 포인트를 가져와 실제 값과 상관시키는 것이 더 쉽습니다. 예를 들어, 0000이 1V이고 0001이 2V, 0002가 1.5V라는 것을 알 수 있습니다. 이것은 지저분하며 오프셋이 반복 가능한 경우에만 작동합니다. 이것은 일어날 수 있습니다.

요약하자면

이것이 도움이되기를 바랍니다. 더 명확성이 필요하면 알려주십시오. 신뢰할 수없는 가변 누설 전류가 발생하면 버퍼 등을 처리해야합니다.

누수로 인한 높은 오류 가능성을 알 수 있지만 대부분의 범위에서 오류가 상대적으로 작고 오류가 있으면 쉽게 수정할 수 있다고 확신합니다.

— 코르 툭
소스

참고로, 이것은 많은 작업처럼 보이지만 실제로 구성 요소 비용을 낮추는 것은 상대적으로 적은 양의 작업입니다.

— Kortuk

좋은 의견! 소프트웨어에서 훌륭한 방법입니다. 최종 검색 방법은 아마도 가장 좋은 방법 일 것입니다. 단점은 소비하는 ROM 뿐이지 만 MCU의 8-10 비트 ADC의 경우 가능합니다.

— smashtastic

그것은 데이터에 달려 있으며, 1 포인트 교정으로 충분했던 많은 다른 사례가 있습니다. 오프셋입니다. 그런 다음 하드웨어를 구축하면 자동으로 보정됩니다.

— Kortuk