OP Frage: DC Verstärkung unipolar nahe 0V

Hallo Robert

Kann man so aehnlich machen. Allerdings hat der Ausgang dann keinen Mumm und man sollte einen Widerstand vom Ausgang zur negativen Versorgung legen. Nicht zuviel, dass er einige mA bei max Out uebersteigt, aber genug fuer den (hoffentlich hochohmigen) ADC Eingang.

Die Dinger haben jedoch recht ueble Offsets, oft mehr als 2mV. Fuer eine Massenproduktion wird das damit nichts.

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Gruesse, Joerg

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Wenn der Teiler bereits ~2k hat könnte das für den ATmega ADC

Letzteres ist zunächst auch nicht angesagt - wenn auch abgeknappste 2mV x 100 = 0.2V (8% von AREF) in dieser Anwendung gerade noch praktikabel wären.

Hauptsache, zu wissen, ob ein derartiger Betrieb am Rande des Canyons überhaupt legal/usus ist. Ich wundere mich wie so ein OP das überhaupt machen kann...

Für die Experimentierschaltung hoff ich mal, dass einer der OP's den Offset sogar möglichst

robert :

Bau nen Spannungsteiler dazwischen: Anstatt den Shunt direkt an (+) des Opv zu hängen, einfach nen Spannungsteiler zur Vref einfügen:

gnd - shunt - R1 - OPV(+) - R2 - Referenz

M.

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Bitte auf mwnews2@pentax.boerde.de antworten.

Hallo Robert,

Da ist wohl die Verbindung abgerissen .... :-)

2mV ist das, was einige Optimisten annehmen. Ich rechne mit den +/-7mV aus dem Datenblatt.

Siehe Dir einmal das Innenschaltbild an, was fuer diesen Opamp nach alter Sitte veroeffentlicht wurde, z.B. bei National Semiconductor. Die Eingangstransistoren sind PNP mit dem Kollektor an der negativen Versorgung.

Unter der Annahme, dass der Messwiderstand im Milli-Ohm Bereich liegt:

10K in die Leitung vom Messwiderstand nach IN+, einen 1M Widerstand von IN+ zur positiven Versorgung. Das ergibt etwa 1% "Under-Range Anzeige". Wenn Du den 10K groesser machst, kannst Du mehr bekommen.

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Gruesse, Joerg

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Hallo Matthias, Hallo Robert,

Stimmt, wenn man eine Vref hat, gehoert R2 da dran und nicht an V+.

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Gruesse, Joerg

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( War die CPU wieder schneller als die I/O )

.. und 0.1ms Zeitskala reichen.

Hatte ich bzgl. der Eingänge gesehen (im Intersil Datenblatt). Nicht kapierte ich dagegen wie er den Ausgang runterbringt. Aber jetzt wo Du das mit der externen Last erwähntest - es ist allein die externe Last gegen GND ...

Tricks gibts! Bei nicht selektierten OP's reichte es aber auch nicht um die o.g. Offsets zu übertrumpfen.

Grüsse Robert

Der AVR gibt die AREF aus - man darf sie aber nicht belasten. Müsste einen weiteren OPV freimachen.

Aber man kann es vielleicht mit dem anderen Trick und einen weiteren R kombinieren: R2 gegen VCCA und einem abgestimmten Widerstand R3 von VCCA nach OPV(-):

+---+---------+----- VCCA .-. .-. | R2 | | | | R3 | | | | | | '-' '-' R5 | | | ___ | | +-|___|---|----+ | | | | - OUT | | | | | | | |\| | | R1 | +-------|-\ | | ___ | | | >---+----- ADC0 +--|___|-+-----------|+/ | | |/| .-. .-. | | | | | | RMS 0.0xx | | | |R4 | '-' '-' | | | |

-IN -----------+------------+---------+-----------------------

Ist R3 zu groß, dann erscheint VCCA positiv am ADC0. Zu klein, dann negativ. Es könnte einen R3 so geben, dass der Einfluss von VCCA Null wird...

Grüsse Robert

"robert"

sogar möglichst negativen Rückstrom von 0 unterscheiden kann... Oder gibts einen einfachen Trick, wie man das Sichtfenster definiert in den

Ein LM324 hat _vier_ Operationsverstärker drin.

Mit dem ersten kannst du dir eine Virtuelle Masse in der Mitte der Versorgungsspannung machen.

Mit dem zweiten machst du die Verstärkung

und mit dem dritten kannst du dann einen Spannungsfolger schalten um niederohmig zu werden für den ADC, damit dieser das Signal nicht verfälscht.

Der Vorteil beim Strommessen ist nämlich, dass der Offset der OPs völlig egal ist, wenn dieser erst einmal warm geworden ist, weil es beim Stromfluss bei "keinem" Stromfluss immer einen definierten Nullpunkt gibt, den der Mikrokontroller mit etwas Arbeit und evtl etwas Statistik auch automatisch erkennen "kann".

-- Markus Gronotte -

"maqqusz"

sogar möglichst > negativen Rückstrom von 0 unterscheiden kann... Oder gibts einen einfachen Trick, wie man das Sichtfenster definiert in den

Zum Kalibrieren/Nullsetzen kannst du die zwei Messadern ja einfach per Schalter Kurzschließen. Ist die einfachte Möglichkeit die ich kenne.

-- Markus Gronotte -

Hallo Robert,

Waere aber ziemlicher Krampf, wenn VCCA nicht sehr stabil ist. Kann man VREF denn nicht wengistens mit den paar Mikroampere eines 1M Widerstandes belasten? Wenn nicht, warum hat Atmel sie dann ueberhaupt herausgefuehrt?

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Gruesse, Joerg

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Dass da vier OpAmps sind hat der OP auch schon gerafft, der ist ja nicht merkbefreit:

Gruß, Gerhard

Hallo Robert,

Wenn der LM324 mit moderater VCC arbeitet, liegen 2K drin.

Diesen Trick 17 muss man fast immer benutzen. Selbst Rail-to-Rail Opamps kommen bei Last nicht ganz bis an den Poller.

Wie gesagt, der LM324 ist fuer solche Messaufgaben nicht so der Hit. Ich nehme ihn trotzdem oft und klemme den Offset heraus. Mit einem uC geht das sehr einfach, wenn man einen freien Port Pin hat. Ich weiss, ich weiss, es sind fast nie freie Port Pins da. Also noch ein Trick:

Gate eines BSS123 an den freien Port Pin. Eventuell einen FET mit weniger Threshold nehmen, falls der uC nur mit 3.3V laeuft. Source an Masse bzw. in Deinem Fall ist es wohl -IN genannt. Drain an IN+ des Opamps. Hier setze ich voraus, dass Du den 10K oder aehnlich vom Messwiderstand dahin drin hast. uC schaltet diesen FET kurz durch und damit den Eingang des Opamp auf Null, misst die Spannung und hat nun den Offset im Bunker. Dieser Wert wird dann von den eigentlichen Messungen abgezogen. Wenn man das alle Sekunde oder so macht, wird auch noch eine Temperaturdrift weggerechnet (ist aber gering).

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Gruesse, Joerg

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Joerg schrieb:

Das ist ja auch nicht direkt ein Ausgang sondern der AREF Eingang wenn eine externe Referenz beötigt wird. Durch entsprechendes setzen der Register wird aber an diesem Pin auch die Spannung der internen 2.56V-Referenz gelegt. Das Datenblatt empfiehlt hierfür einen Kondensator von AREF zu GND um Störungen zu unterdrücken.

Ich glaube aber schon das etwas Last die interne REF selbige nicht gleich in den Keller holt.

Grüße Björn

Hallo Bjoern,

Falls das bei Atmel nicht im Datenblatt oder in einer FAQ steht, sollte es sich mit einer Anfrage an App Engineering herausfinden lassen. Wuerde ich in jedem Fall tun, bevor etwas in Einsatz geht.

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Gruesse, Joerg

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Die Hypothese wäre ja eben, dass bei eingermaßen richtiger Wahl von R3 der Einfluss von VCCA (oder einen beliebigen hochgenugigen Spannung) "völlig" egalisiert wird. Aber so ganz sicher bin ich mir auch noch nicht.

Dort soll man einen C ranmachen - und man kann sich ggf. dort stromlos vergleichen.

"ADC Voltage Reference: The reference voltage for the ADC (VREF) indicates the conversion range for the ADC. Single ended channels that exceed VREF will result in codes close to 0x3FF. VREF can be selected as either AVCC, internal 2.56V reference, or external AREF pin. AVCC is connected to the ADC through a passive switch. The internal 2.56V reference is generated from the internal bandgap reference (VBG) through an internal amplifier. In either case, the external AREF pin is directly connected to the ADC, and the reference voltage can be made more immune to noise by connecting a capacitor between the AREF pin and ground. VREF can also be measured at the AREF pin with a high impedant voltmeter. Note that VREF is a high impedant source, and only a capacitive load should be connected in a system. If the user has a fixed voltage source connected to the AREF pin, the user may not use the other reference voltage options in the application, as they will be shorted to the external voltage. If no external voltage is applied to the AREF pin, the user may switch between AVCC and 2.56V as reference selection. The first ADC conversion result after switching reference voltage source may be inaccurate, and the user is advised to discard this result."

Grüsse Robert

Hallo Robert,

So haette Radio Eriwan geantwortet: Im Prinzip ja, aber da Du gern einen kleinen Offset haettest fuer etwas Under-Range (wie heisst das eigentlich in Deutsch?), muessen die durch R2 und R3 aufgepraegten Stroeme unterschiedlich sein.

Ok, verstehe ich schon, aber ganz stromlos ist auf der Welt kaum etwas.

Dann sollte Atmel vielleicht mal beziffern, wieviel MOhm bei denen "high impedant" bedeutet.

Allzu geschickt finde ich diese Atmel-Geschichte nicht. Entweder man will eine externe Referenz, braucht nur die interne fuer den on-Chip ADC, oder man will die interne woanders mitbenutzen. Alle drei liessen sich ueber einen Pin machen. But nothing is perfect.

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Gruesse, Joerg

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5V VCCA, 2.56V AREF

Wären bei 10..20% "Unter-Wasser-Guck-Option" (? :-)) und x100 am OPV- immer < 0.03V .

die -+2mV sollten gegenüber den ~5V über R2/R3 nix merkbares an den wirksamen Teilern verziehen.

Sollte grob die Bedingung sein: R2/R1 = R3/R4; R3=R2/R1 * R4 Aber etwas daneben.

Ich versuchs mal genauer:

0 = (Umess - U+)/R1 + (Uvcc-U+)/R2 = Umess/R1 + Uvcc/R2 - U+ (1/R1+1/R2) 0 = (0 - U-)/R4 + (Uadc - U-)/R5 + (Uvcc - U-)/R3

U+ = (Umess/R1 + Uvcc/R2) / (1/R1+1/R2) U- = (Uadc/R5 + Uvcc/R3) / (1/R4+1/R5+1/R3)

U+=U-

=> Uadc = R5 * ( (Umess/R1 + Uvcc/R2) * (1/R4+1/R5+1/R3) / (1/R1+1/R2) - Uvcc/R3 )

Uadc = R5 * ( Uvcc * ( 1/R2*(1/R4+1/R5+1/R3)/(1/R1+1/R2) - 1/R3 ) + Umess/R1 * (1/R4+1/R5+1/R3) / (1/R1+1/R2) )

nach dem Uvcc-Term isoliert.

=> Wenn

1/R2*(1/R4+1/R5+1/R3)/(1/R1+1/R2) = 1/R3

1/R2*(1/R4+1/R5)/(1/R1+1/R2) = 1/R3 (1 - 1/R2/(1/R1+1/R2))

R3 = (1 - 1/R2/(1/R1+1/R2)) / ( 1/R2*(1/R4+1/R5)/(1/R1+1/R2) )

dann kein Einfluss von Uvcc. Vielleicht hab ich mich verrechnet - aber irgendwie gehts sicher auf... Sollte U+ = U- + 2mV sein, oder R3 leicht daneben, dann nehme ich auch an das der Einfluss von Uvcc auf Uadc winzigst bleibt. Um die Rechnung zu machen müsste man aber langsam ein Algebrix-Program anwerfen ...

Es ist eigentlich schon flexibel mit allen diesen Möglichkeiten umschaltbar gemacht. AREF-Quellen darf man halt meist "nicht" belasten (für solche Teiler wie hier). Einen schaltbaren Impedanzwandler fest im µC einzubauen, würde wohl auch die Strombilanz pauschal versauen.

Robert

Hallo Robert,

Da muss es doch ein korrektes Siemens-Deutsch fuer geben ....

Sagen wir mal "fast kein Einfluss".

Oder fuer 1-2 Groschen einen TLV431 spendieren ;-)

Muss nicht sein, viele Chips haben die REF wahlweise herausfuehrbar. Klar kostet das Strom, aber man kann es ja im Code auch abschalten. Der Pfiff: Dann wird dieser Pin frei fuer andere Zwecke, z.B. fuer das Wegklemmen des Offset.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg schrieb:

Ich hatte mir mal eine Schaltung für dieses Problem kopiert, die Quelle weiss ich leider nicht mehr. Ausprobiert hab ich's auch noch nicht. Aber da genau vom LM324 die Rede ist, ist es doch einen Versuch wert:

Gruß, Martin