Резистивный делитель напряжения для АЦП

Тема в разделе "Схемотехника, компоненты, модули", создана пользователем a1000, 13 июл 2019.

  1. a1000

    a1000 Гик

    Возникла необходимость собрать "показометр" контролирующий напряжение в районе 100 вольт. Как-бы всё понятно - делителем снижаем напряжение вольт до 4, подаём на аналоговый вход, пересчитываем в реальные вольты и выводим на устройство отображения. Но захотелось всё сделать по максимуму правильно. Задумался о том какое минимальное общее сопротивление должен иметь делитель, что-бы АЦП не нарушало его баланс.
    В даташите на 8 атмегу говорится "АЦП оптимизирован для аналоговых сигналов с выходным сопротивлением приблизительно 10 кОм или менее."
    И вот глядя на схему делителя мучаюсь вопросом - что у него является входным, а что выходным сопротивлением?
    [​IMG]
     
  2. parovoZZ

    parovoZZ Гуру

    Всё зависит от частоты семплирования. Если частоты не высокие, то резистор можно и больше подключить. На atmega не баловался, а вот AtXMega, подключенная к батарейке AA через резистор в 100к, показывала правильное напряжение даже на 70кГц.
    Выходное сопротивление данное делителя примерно равно R1 при условии, что R2 много больше R1. Если условие не выполняется. то необходимо учитывать параллельно подключенные R1+r источника питания.
     
  3. Onkel

    Onkel Гуру

    Выходное сопротивление - R2, входное- R1+R2. Нагрузкой (АЦП) будет конденсатор около 10 пикофарад через 1-100 кОм.
    [​IMG]
     
  4. Asper Daffy

    Asper Daffy Гуру

    На самом деле R1||R2 (сопротивление параллельных R1 и R2).
     
  5. Igor68

    Igor68 Гуру

    Думаю Вы были бы не против повторителя на ОУ. Конечно если нужна действительно схема. Повторитель на ОУ с однополярным питанием. Ведь всё равно около 0 показания швах. Какой-нибудь rail-to-tail типа AD85xx
     
  6. parovoZZ

    parovoZZ Гуру

    Да достаточно конденсатора.
     
  7. Onkel

    Onkel Гуру

    Да, но с достаточной степенью точности как у меня так как R1>20*R2 и мы в общем-то не знаем выходного сопротивления источника, так что R1|| (R2+Ri)
     
  8. Daniil

    Daniil Гуру

    Да, согласен с параллельностью.
    Чтобы понять откуда, нужно все источники напряжения заменить на кз (или последовательно Ri), а все источники тока заменить на хх (или параллельно Ri).

    В случае если источник сигнала имеет сравнимую с вх. сопротивлением АЦП, то да самое страшное - изменение коэф. деления резистивного делителя. (Для Atmega328 вх. сопротивление пишут 100 МОм)

    Вых. сопротивление цепочки, как уже сказали выше, зависит от скорости переразряда ёмкости внутри АЦП. В случае с атмегой ёмкость такая, что рекомендуется вых. сопротивление не более 10 кОм, конечно, там где-то должно быть "при условии такой-то частоты оцифровки".
    (Для адмеги328 не нашёл схемы АЦП, только стрелочку на него. Наличие 100МОм, говорит о наличии ОУ, но его ёмкость нигде не указана)

    Для показометра, думаю, нет смысла напрягаться с вых. сопротивлением. Если будет большое, то показания АЦП будут показывать как заряжается/разряжается ёмкость по входу ОУ, т.е. нужно будет делать несколько измерений до получения стабильного результата.
     
    Последнее редактирование: 15 июл 2019
  9. parovoZZ

    parovoZZ Гуру

    У нас не сигма-дельта, а вход УВХ на основе компаратора.
     
  10. Daniil

    Daniil Гуру

    Угумс, я - чукча писатель. Сейчас открыл дашик и офигел от его скудности(
    Поудалял всё своё писательство про сигму-дельту.
     
  11. Onkel

    Onkel Гуру

    нету там операционника. Просто ключ и конденсатор. а бешеные Момы- это утечка.
    Иногда есть смысл поставить параллельно R2 конденсатор, так чтобы он не резал. Тогда при скажем C>>10 пФ про влияние конечного сопротивления ключа и конечной емкости УВХ можно забыть.
     
  12. a1000

    a1000 Гик

    Спасибо всем за ответы. Возник ещё один вопрос. Питаться устройство будет от измеряемого напряжения. Мыслится такая схема.
    [​IMG][​IMG]
    Верхняя часть конденсаторный блок питания, нижняя - делитель измеряемого напряжения. Вопрос возникает в одном месте - допустимо-ли соединение минуса блока питания и минуса делителя напряжения?
     
  13. parovoZZ

    parovoZZ Гуру

    Нет. Так делать нельзя. Диодный мост там абсолютно ни к чему.
     
  14. a1000

    a1000 Гик

    Как тогда, подскажите?
     
  15. parovoZZ

    parovoZZ Гуру

    Мост убирай, а левый резистор на фазу. Но так будешь измерять только полуволну в верхнем проводе.
     
  16. a1000

    a1000 Гик

    Попробую объяснить по подробнее, извиняюсь, что сразу не сделал это. Предыдущая схема это пробный вариант, окончательно это должно выглядеть так
    [​IMG][​IMG]
    Слева в верху - это три трансформатора напряжения НКФ-110. Нижние выводы высоковольтной обмотки у каждого трансформатора заземлены, верхние подключены к трём фазам шин 110 кВ. Вторичные обмотки каждого тр-ра выдают стандартные 100/√3 вольт. Соединив вторичный обмотки как на схеме (звезда с нулём) получим трёхфазную сеть с линейным напряжением 100 вольт. Контролировать необходимо как линейные так и фазные напряжения. Для упрощения задачи меряем только фазные напряжения. Зная фазные,- линейные напряжения без проблем вычисляются по теореме косинусов.
    Пораскинув мозгами, сдаётся мне приведённая схема неработоспособной. Наверное вместо гасящего конденсатора придётся использовать трансформатор. Развязав гальванически питание наверное можно без проблем соединить минус питания и общую точку всех трёх делителей.
     
  17. parovoZZ

    parovoZZ Гуру

    берём микруху STPM34 на три фазы. Только надо почитать, как грамотно ее запитать и МК, чтобы не бахнуло.
    Измерительные МК ещё есть у ТИ, но вот купить их это прям задача-задача.

    Кстати, раз тут трехфазка, то прям так и просится запитка по Миткевичу. Нулевой отвод от транса будет и нулем для нашей схемы и тогда всё упрощается в разы. Правда, всё надо помножить на три)))
     
    Последнее редактирование: 26 июл 2019
  18. Un_ka

    Un_ka Гик

    Товарищи, продолжая тему с делителями напряжения для её измерения , если мы измеряем напряжение на источнике питания (акб 2 банки , того 8,4 вольт) с помощью делителя напряжения . Будет ли поврежден АЦП ,если произойдёт обрыв резистра идущего к земле?
     
  19. parovoZZ

    parovoZZ Гуру

    через защитный диод ток уйдет на плюсовую шину.
     
    Un_ka и Ariadna-on-Line нравится это.
  20. DavidRip

    DavidRip Нуб

    Dzymytch спасибо за конкретные марки резисторов. Я пытаюсь подобрать подходящие дифференциальные предусилители для использование с ЗК с небалансным входами.

    Кирк есть два режима измерения импеданса используя образцовый резистор последовательно с динамиком. Постоянного тока это когда образцовый резистор имеет сопротивление во много раз выше чем у динамика и ток в системе в основном определяется образцовым резистором.
    А режим постоянного напряжения это когда образцовый резистор значительно меньше чем сопротивления динамика и напряжение на динамике близко к константе. Этот режим больше похож на реальные условия работы динамика с усилителем потому что:
    1 Нормальное электрическое демпфирование потому что образцовый резистор не значительно увеличивает сопротивление источника сигнала.
    2 Проще сделать измерения на рабочих уровнях мощности, единицы, десятки ватт в отличии от микроватт при режиме постоянного тока.
    Как это калибровать пока сказать не могу, вероятно по одному или двум калибровочным резисторам.

    mr-marlen лично мне такая схема подходит меньше, если я правильно понял те руководства по измерениям что прикреплены в первом посте. У меня звуковая карта с независимыми крутилками входного уровня, т.е. их невозможно вручную привести к одинаковому уровню. А схема на рисунке с небалансным подключением, значит она больше чувствительна к разнице усиления каналов. Ну и еще одна мелочь, эта схема не исключает сопротивление проводов.

    Еще один нюанс почему я этим занялся, в LEAP нужно импортировать два графика, импеданс от частоты и напряжение на динамике от частоты. А большинство программ измерительных хоть и измеряют напряжение на динамике, но в результаты его не выводят. Так что придется еще и программку запилить

    ---------- Сообщение добавлено 14:34 ---------- Предыдущее сообщение было 14:24 ----------

    Анатоль в этих условиях не имеет значение амплитудное напряжение, RMS или еще какое. Главное то что оно стремится к соответствующему константному амплитудному или RMS Uвых усилителя при уменьшении соотношения Rshunt/Rimp
     
    Un_ka нравится это.