На склад поступили жидко-кристаллические индикаторы и дисплеи от KSE

Нетрадиционное включение опорного источника позволяет АЦП измерять собственное напряжение питания

Maxim MAX6025 MAX1087

, ,

EDN

Если АЦП используется для контроля напряжения системного источника питания, можно столкнуться с ситуациями, в которых напряжение питания превышает опорное напряжение АЦП (Рисунок 1). Однако входное напряжение АЦП не может превышать его опорного напряжения. Чтобы привести напряжение питания к входному диапазону АЦП, можно использовать внешний резистивный делитель, но даже при допуске 0.1% резисторы будут вносить неприятные ошибки. Для решения этой проблемы можно исключить из схемы делитель, соединив вход опорного источника АЦП с его источником питания и подключив один из входов АЦП к выходу прецизионного источника опорного напряжения, – в данном случае 2.5-вольтовой микросхемы MAX6025A (Рисунок 2).

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

Точный резистивный делитель приводит напряжение источника питания к диапазону входных напряжений этого АЦП, но вносит ошибки измерения.
Рисунок 1. Точный резистивный делитель приводит напряжение источника питания к диапазону
входных напряжений этого АЦП, но вносит ошибки измерения.

В такой конфигурации АЦП измеряет напряжения на своих входах относительно напряжения источника питания. Используя оцифрованное опорное напряжение в качестве эталона, контроллер системы вычисляет отношение опорного напряжения к напряжению источника питания и корректирует результаты измерений на остальных входах. Вход внешнего опорного источника АЦП должен допускать подключение напряжения, равного напряжению его источника питания, а любой шум на шине питания искажает измерения во всех каналах. Поэтому для снижения шума шины питания в среде с электрическими помехами может потребоваться добавление фильтра нижних частот, обеспечивающего дополнительную развязку с АЦП.

Чтобы исключить из схемы резистивный делитель, нужно подключить вход опорного напряжения АЦП к его источнику питания и измерять напряжение на выходе прецизионного опорного источника.
Рисунок 2. Чтобы исключить из схемы резистивный делитель, нужно подключить вход
опорного напряжения АЦП к его источнику питания и измерять напряжение на
выходе прецизионного опорного источника.

Материалы по теме

  1. Datasheet Maxim MAX1087
  2. Datasheet Maxim MAX6025

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Rearranged reference helps ADC measure its own supply voltage

38 предложений от 24 поставщиков
Voltage Reference, Shunt - Fixed, 2.5V, 0.2% Ref, ± 6ppm/°C, SOT-23-3
ЧипСити
Россия
MAX6025AEUR+T
Maxim
54 ₽
AiPCBA
Весь мир
MAX6025AEUR+T
Maxim
57 ₽
Контест
Россия
MAX6025AEUR+
Maxim
663 ₽
ЭИК
Россия
MAX6025BEUR+T
Analog Devices
от 898 ₽
Электронные компоненты. Бесплатная доставка по России
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя
Фрагменты обсуждения:Полный вариант обсуждения »
  • Вроде просто, но замысловато. Логика автора, видимо, такая: допустим, на входе AIN1 АЦП намерял 711 отсчетов. Тогда зная, что MA1087 имеет 10 разрядов, а на один разряд приходится 2,5/711 = 3,52 мВ, напряжение питания VDD равно 3,52*1024=3.6 В. Какое-то решение задачи от обратного. А вот это место особенно настораживает: Но ведь смысл ИОН в том, чтобы нивелировать нестабильность и шумы питания. В схеме рис. 2 само опорное напряжение будет измерено неправильно, если питание так себе. И получается, что автору кроме ИОН требуется и стабилизатор питания с близкими к ИОН характеристиками. И все потому, что ему не нравятся точные резисторы.
  • Делал похожий финт ушами - у STM32F103C8T6 нет отдельного входа для подачи опоры - в качестве него просто используется питании проца, а питание у меня - батарейка, которая проседает до 3В, т.е опора так себе :) Обмеряю встроенный референс (который знаю - 1,2В) и внешний сигнал (который не знаю), далее зная фактическое значение референса нахожу значение питающего напряжения (то бишь опоры) и найдя его вычисляю внешний сигнал. Работает отлично, правда времени у меня вагон, поэтому я делаю 512 замеров с усреднением как по референсу, так и по внешнему сигналу.
  • Да, это известная проблема с STM32F103 в 48ми выводном корпусе. Сам грешным делом не раз думал поступить как Вы. Но заводской разброс внутреннего Vref_int от 1.16В до 1.24В с температурным дрейфом 10мВ во всем диапазоне (у меня получилось намерять 20мВ) меня остановили. Хотя это и неплохие характеристики по сравнению с теми же AVR. Но много мороки с калибровками на каждом изделии копеечной цены, как по мне. Поэтому с STM32F103C8T6 стараюсь использовать хорошие стабилизаторы из серии "почти прецизионных", а один раз запитывал такой МК от ИОНа, который держал нагрузку 20-30мА без существенной просадки. Ну и обязательно на VDDa как рекомендует автор статьи: И питание. Батарейное - хорошо, а если от сетевого источника (или есть USB связь с ПК без гальванической развязки), то порождается ряд проблем с помехами, если говорить об усилителях и датчиках: тензо-, пьезо-, резистивных и т.д.
  • Ну я не настолько крут, чтобы изготавливать серийные изделия (я без сарказма говорю), а так в поделках для себя -лишь показал, что это возможно. Внутренняя опора конечно не супер, но если ее предварительно обмерить(откалибровать) и работать только в помещении с более-менее постоянной температурой, то наверное не всё так страшно. Кстати я делаю киловольтметр, разброс у гигаомных резисторов с Алиэкспресса (для делителя) я даже не знаю какой :) Ну и для средненького вольтметра 1% погрешности по шкале это нормально. Если я уложусь даже в 5% меня это устроит.
  • С киловольтметром осторожнее. Если уж делитель - лучше поищите на рынке отечественных резисторов. Такие большие зеленые, но не проволочные ПЭВ, а напыление на керамике. Типа Р1-35 или что-то подобное. А если точности 5% хватает, что можно и электростатический киловольтметр купить на барахолке. Это мне год назад за 500р предлагали С197, [URL="https://rhs.com.ru/kilovoltmetr-s197"]вот такой[/URL]. Но я замешкался и не купил.
  • Китайцы делают подобные резисторы: на фото наши КЭВ-1 и китайский ноунейм. Конструкция и размеры одинаковые, но китаец держит аж целых 5Вт :) (продавец уверяет что это RI80, но у меня сомнения, потому что если верить даташиту который смог найти на RI80 - это даташит от фирмы TOKEN - по нему 5-ваттный должен быть длиной 100 мм, а мой только 50 мм). [IMG]https://b.radikal.ru/b08/2009/22/6da6d05a019e.png[/IMG] Он вроде постоянку не меряет. Да и хочу чтото посимпатичнее по форме жезла -чтобы было безопаснее тыкаться в горячие точки. [IMG]https://b.radikal.ru/b29/2009/0b/014a9e9ed94f.jpg[/IMG]
  • Вообще рабочее напряжение резисторов зависит от мощности, т.е. грубо говоря от размеров. У меня есть старые ВС, там для 2Вт - 1кВ, для 10Вт - 3кВ. Но у ВС максимум сопротивления 10МОм, по-моему. А двухваттные ВС как раз 50мм длиной. Вот такие [url]http://l7805cv.ru/handbook-res-VS.html[/url]. Просто они похожи на КЭВ, хоть в разы проигрывают по напряжению. Грубо говоря по длине должно быть не меньше 10-15мм/кВ. Все что меньше по размерам, но заявлено выше по напряжению и мощнее - в каком-то смысле обман, но Вы это понимаете :-)
  • Для КЭВ-1 дают предельное 10 кВ для резистора мощностью 1 Вт, но им сто лет в обед, все-таки технологии вперед ушли, так что я верю, что китайский такой же длины (хрен с ним с мощностью) тоже должен держать хотя бы 10 кВ. Тут другая проблема, как этот делитель откалибровать...Для приемлемой точности нужно подать хотя бы несколько киловольт, но где их взять?
  • Ну тут вариантов много. Самый очевидный - найти у кого-нибудь лабораторный высоковольтный источник, таковые выпускаются с незапамятных времён и используются для разных задач, например для питания ФЭУ. Но нужно кликнуть "по городам и весям". Или очень точно померять резисторы. Если точный прибор не вариант, то можно придумать мостовую схему. Правда с такими сопротивлениями сигнал в диагонали нужно будет усилить каким-нибудь инструментальным усилителем с огромным входным сопротивлением. И говоря об усилителе - если Вы планируете подогнать выходное напряжение делителя под диапазон АЦП, то перед АЦП будет(?) стоять какой-то повторитель/буфер. Тогда что мешает откалибровать по усиленному в n-раз сигналу, подав на делитель относительно небольшое напряжение. Только ОУ должен быть хорошим, с большим входным, точно заданным КУ, ничтожным смещением и т.д. А также нужно [B]не забывать про утечки при таких высоких напряжениях, паразитные емкости[/B], а вследствие минимальные зазоры. Словом требования и нормы разработки РЭА. И, я могу ошибаться, сами высокоомные резисторы могут вести себя нелинейно с ростом напряжения/частоты. Это дополнительно нужно выяснять.
  • Измерить Гигомы нечем, знакомых с источниками питания ФЭУ тоже нет :( Видимо так и придется калибровать - подаем на вход делителя вольт 300 (выпрямленное из розетки), получим 15 мВ на выходе делителя, в принципе хорошим мультиметром можно измерить с приемлемой точностью. Да, есть такое, и это самое неприятное! Если бы знать хотя бы порядок этих нелинейностей.
Полный вариант обсуждения »