Arduino Uno 아날로그 핀의 입력 임피던스는?


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I가 사용하고 ACS712 홀 효과 기반 전류 센싱 칩 일부 작은 로봇 아암 모터에, 그리고 아두 이노 우노 함께 아날로그 전압으로 읽어. 나는 꽤 좋은 결과를 얻었지만 출력에 RC 필터를 넣은 후에 만 ​​가능합니다. 그러나 데이터 시트의 애플리케이션 노트에서 다음과 같이하지 말라고합니다.

"센서 IC의 출력에 RC 필터를 추가하면 DC 신호의 경우에도 바람직하지 않은 장치 출력 감쇠가 발생할 수 있습니다."

그런 다음 감쇠를 계산하는 공식을 제공하지만 신호를 읽는 대상의 입력 임피던스를 아는 것에 달려 있습니다. 그래서 여기에 있습니다.

답변:


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여기에는 몇 가지 요소가 있습니다.

먼저 ADC의 입력 임피던스입니다. ATmega328P는 연속 근사 ADC를 사용합니다 . 따라서 입력은 기본적으로 비교기로의 입력이므로 ADC의 입력 임피던스는 매우 높습니다.

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ADC는 100MΩ (즉, MegaOhm) 입력 임피던스를 갖도록 지정됩니다.
그러나 이것은 다소 의심스러워 보입니다. 함께 지정된 어떠한 아날로그 입력 누설이 없다는 사실과 함께,이 중 전기 특성이라고 추측 할 단지 전체 IO 핀 구조와 함께 ADC 오히려 다음 ADC. 디지털 IO와 공유되는 ADC IO 라인은 SAR 비교기가 아날로그 비교기와 유사하다고 가정 할 때 아날로그 전용 (50 nA)보다 훨씬 많은 누설 전류 (문서에서 1 uA)를 가지고 있다고 생각합니다. 입력 토폴로지).


그러나 Atmel이 <10 KΩ 소스 임피던스를 지정하는 이유는 또 다른 고려 사항입니다.
입력 캐패시턴스

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기본적으로 멀티플렉서에 약간의 정전 용량이 발생한 후 칩 내부의 ADC에 대한 입력 연결. ATmega ADC 입력의 등가 회로를 보면 :
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입력 내용을 확인할 수 있습니다.

입력 멀티플렉서를 한 핀에서 다른 핀으로 전환 할 때 높은 소스 임피던스 문제가 발생합니다. 0.5V와 4.5V에 각각 2 개의 입력이있는 경우 하나에서 다른 것으로 전환 할 때 입력은 해당 14pF 커패시터를 충전 (또는 방전)해야합니다.

신호 소스의 임피던스가 매우 높으면 커패시터를 충전해야 입력 전압이 일시적으로 떨어질 수 있습니다. 커패시터를 충전하는 동안 ADC가 입력을 변환하면 잘못된 값을 얻게됩니다.

이 수 아마도 ADC 채널을 전환 한 후 일정 기간 동안 ADC 입력 정착을 시켜서 처리 할 수 있지만, 처리하는 가장 좋은 방법은 단순히 입력 소스가이 문제가되지 않습니다 것을 충분히 빠르게 커패시턴스를 충전 할 수 있도록하는 것입니다.


1
멋지게 철자했다.
gwideman

2
나는 이것이 오래된 질문이라는 것을 알고 있지만 어떻게 "입력 소스가 커패시턴스를 빨리 충전하여 문제가되지 않도록 충분히 보장 할 수 있을까?"
RubberDuck

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@RubberDuck-입력의 임피던스가 높거나 알려지지 않은 경우, 단위 이득 전압 팔로워 로 구성된 연산 증폭기와 같은 것을 사용하여 입력을 버퍼링하십시오 .
코너 울프

"커패시턴스가 있습니다"는 +1입니다. 이제 이해합니다.
Eiver

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데이터 시트가 완전히 명확하지는 않습니다.

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) Page 244 상태 : "ADC는 약 10kΩ 이하의 출력 임피던스를 가진 아날로그 신호에 최적화되어 있습니다. 이러한 소스를 사용하는 경우 샘플링 시간을 무시할 수 있습니다."

그것은 데이터 시트에서 ADC의 임피던스에 대해 이야기 한 것 중 가장 가까운 것입니다.


정확한 값이 필요하면 310 페이지의 표 29-15에 100MΩ이 나열되어 있습니다.
Brian Gordon

이를 "아날로그 입력 저항"이라고 부릅니다. 그러면 이것을 통해 14pF 캡을 충전합니까? 프론트 엔드에 더 좋은 것이있다. 빠르게 변하지 않는 DC 전압에는 .01 캡을 사용합니다.
SDsolar
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