AVcc y capacitor, usando ADC

Estoy usando Atmega328P para leer la temperatura de LM35 y mostrarla en la pantalla LCD (junto con algunas cosas que hace).

Quiero entender el capacitor y las conexiones para el AVR y AVcc.

Leí cosas en línea, sobre desacoplamiento, ráfagas, bajo poder y demás, pero no entendí qué debo conectar para hacerlo bien.

Algunos dijeron que necesito conectar la tapa electrolítica de 10uF a Vcc y tierra, y a AVcc y tierra.

Otros dijeron que necesito conectar cerámica 0.1uF a Vcc y GND y AVcc y GND. Algunos dijeron ambos.

Estoy confundido, realmente confundido :)

Además, estoy empezando a pensar que necesito volver a revisar las tapas de mi regulador LM1117 3.3V, estoy usando 2 tapas de 10uF (Entrada V y GND, y 3.3V y GND).

¿Me puede ayudar por favor?

Yo también estoy confundido. ¿Necesita ayuda para comprender cómo desacoplar y filtrar correctamente su AVcc y Vcc? ¿También tienes problemas para leer tu LM35?
Parece que la lectura de LM35 es un poco más baja que la temperatura real, pero también quiero entender las necesidades de los condensadores y lo que se necesita para obtener una mejor lectura estable de AVR y ADC. Gracias.
siga las pautas del fabricante... hay muchas notas de la aplicación con respecto a la selección y ubicación del capacitor de desacoplamiento en la web...

Respuestas (3)

Primero hablaré sobre los condensadores de desacoplamiento y luego, específicamente, las opciones que tiene el Atmel 328P para sus pines AVCC y AREF.

Los condensadores de desacoplamiento se utilizan para proporcionar breves ráfagas de energía durante los circuitos de conmutación digital (pasan de cero a tensión máxima en muy poco tiempo, necesitan energía y una fuente de corriente disponible cerca para hacerlo) y, como valor general, todo el mundo pone Condensadores de 100 nF (0,1 uF) en los pines de alimentación de cada uno de los circuitos integrados utilizados en sus placas. Esta es una estrategia segura y buena. Sin embargo, no es estrictamente necesario a menos que su sistema sea grande y complejo. Si tiene un regulador (con sus propios condensadores) muy cerca de su Atmega, estará bien sin ellos.

Su regulador está bien con un capacitor de 10uF en la entrada y salida, no necesita cambiarlos. Sin embargo, en el futuro, SIEMPRE debe consultar la hoja de datos de su regulador. Algunos reguladores no pueden usar capacitores de "ESR" alto, ya que pueden causar un funcionamiento inestable, y de la misma manera, algunos reguladores no pueden manejar capacitores de ESR ultra bajo como los capacitores de cerámica porque "sonarán" y se ondularán de manera incontrolable (sobreimpulso constante) entre otros divertidos desafíos del sistema de control de energía. .

AVCC es el suministro de voltaje analógico utilizado internamente por el ADC y, por lo general, se conecta internamente al pin AREF, que se usa directamente como referencia para las lecturas del ADC. Puede filtrar y desacoplar AREF o VCC, pero el que más importa depende de lo que realmente desee para su ADC. El Atmel328P tiene Vref interno (2.56V u otros) que puede seleccionar, por ejemplo. También puede proporcionar su propio voltaje de referencia en el pin AREF y, además de la ondulación de la fuente de alimentación, su AVCC se vuelve menos importante en términos de filtrado. Es posible que haya comprado un circuito integrado de referencia de precisión de 3 V y haya seguido las pautas de la hoja de datos para el circuito sugerido, y luego haya colocado el Vout en el pin AREF del AVR. En este caso, AVCC se puede dejar con:

  • conexión directa a VCC
  • o una simple tapa de 0.1uF de desacoplamiento para ayudar con el filtrado de ruido local
  • con un inductor o perla de ferrita en serie desde VCC en el AVCC para ondas de corriente CA, y si también conecta un capacitor a tierra aquí (DESPUÉS del inductor), se convierte en un filtro de ondulación de corriente Y voltaje, ¡agradable y limpio!

AREF podría dejarse desconectado y simplemente filtrar VCC. A menudo, si el pin AREF no se usa y AVCC y AREF están conectados internamente, puede colocar un capacitor de 0.1uF en el pin AREF, lo que tendrá el mismo efecto que colocar el capacitor en AVCC debido a la conexión interna. ¿Tal vez esto pueda ayudar con el diseño del circuito?

Si tiene un error de estado estable y lento en su sensor de temperatura, apuesto a que no está relacionado en absoluto con el ADC o el filtrado de la fuente de alimentación; ¡mucho!). Casi siempre necesita (generalmente solo una vez) 'calibrar' las lecturas de su ADC al obtener un termómetro conocido (que funcione) a temperatura ambiente cerca, y ajustar la compensación de las lecturas para que se alinee con las expectativas. La tasa de cambio del sensor (mV/grados centígrados) aún debería estar bien, es solo el "error de estado estable" inherente a la fabricación de baja tolerancia.

Lamento comentar esta publicación anterior, pero tengo una pregunta: si usamos el inductor para AVCC, ¿también necesitamos dispositivos analógicos de alimentación de AVCC filtrado o no importa si usamos el 5V para dispositivos analógicos? Escuché en alguna parte que si no usamos AVCC, podemos introducir ruido en el circuito analógico, pero también nos falta un AGND en MCU ...
hola @TiagoConceição, está bien hacer preguntas en el comentario. Si utiliza el inductor (o la perla de ferrita) y los condensadores y filtra el suministro de 5 V (VCC) para crear un suministro más limpio (AVCC), debe alimentar sus dispositivos analógicos de baja potencia desde allí, si puede. El ruido de la fuente de alimentación es un gran problema para los dispositivos analógicos sensibles y, a menudo, aparece en las salidas analógicas. Tener solo AVCC para su microcontrolador solo significa que las lecturas estarán limpias, pero los datos aún provienen de una fuente ruidosa si solo los alimenta desde VCC. ¡Usa AVCC si puedes! Espero que eso ayude.
Entonces, supongo que cuando se usan potenciómetros o resistencias para simplemente leer el valor, ¿no es una ventaja usar esa fuente filtrada? Pero, ¿será bueno, por ejemplo, cuando se usa con amplificadores? También otro ejemplo: MAX6675, no devuelve una salida analógica a MCU (SPI) pero el ic está leyendo uno, ¿será útil alimentar el MAX6675 desde AVCC o ya filtra la señal dentro del chip?
si necesita lecturas de alta calidad, también debe suministrar cualquier divisor de resistencia y circuitos de potenciómetros con AVCC en lugar de VCC. El MAX6675 debe recibir la entrada AVCC filtrada, porque internamente la utilizará como referencia y para alimentar su ADC interno. Hay algo llamado "PSRR" o relación de rechazo de la fuente de alimentación: así de bueno es un chip para rechazar /filtrar el ruido de su riel de voltaje de suministro y no hacer que el ruido del suministro termine en la señal de salida.
Gracias, muy buena información aquí! Sobre el pan inductor VS ¿cuál sería la mejor opción? ¿O no importa para esta aplicación?
Elija una perla de ferrita, generalmente son más pequeñas, más baratas y de baja potencia para hacer el trabajo. Se comportan un poco menos 'agresivamente' que un inductor real. solo resistivo a alta frecuencia. No almacenan tanto campo magnético, por lo que es menos probable que tengan el pico de voltaje inductivo que ocurre cuando se les quita repentinamente el suministro del campo magnético almacenado. Una perla de ferrita es una mejor opción para filtrar el ruido de la fuente de alimentación, mientras que un inductor es mejor para el filtrado y los circuitos de alimentación a mayor escala (según mi experiencia)
ok, entonces, ¿qué valor de ferrita reemplazará correctamente el 10uH? Ya que vienen como ohmios? Mi VCC=5V
¿Por qué querrías 10uH? Eso parece mucho para un filtro. Las perlas de ferrita actúan como resistencias a las señales/ruido de potencia que tiene 'alta frecuencia'. La resistencia absorbe la energía y evita que el circuito filtrado vea el ruido con tanta fuerza. Calcule un filtro de paso bajo con una banda de corte de quizás 10 khz, utilizando la resistencia de la perla de ferrita a 10 khz de la hoja de datos de la pieza. luego especifique un condensador para terminar el filtro de paso bajo. Por ejemplo, la ferrita es de 5 ohmios a 10 khz, el valor de condensador estándar más cercano es 3,3 uF para obtener una frecuencia de corte de 9,6 khz. ¡Es un filtro aún más poderoso a alta frecuencia!
Tomé el valor de 10uH de los ejemplos que busqué en Internet, estaba presente en casi todos los ejemplos de atmega328, otros en las hojas de datos... Busco partes para su ejemplo, pero las hojas de datos muestran R para la frecuencia de prueba a 100 MHz, por ejemplo. Murata EMIFIL BLM15 mouser.com/ds/2/281/L0110S0100BLM15BX-225613.pdf ¿Cómo puedo calcular la resistencia a 10 KHz usando esa parte?
solo busque partes con resistencias muy altas a 10-100Mhz, y estime linealmente hasta 10khz. Entonces, 2,5 k ohmios a 100 MHz serán alrededor de 250 ohmios a 1 MHz, o 25 a 100 khz, 2,5 ohmios a 10 khz, y la resistencia de CC para esos chips de alta resistencia podría ser de ~1,5 ohmios, lo que hace que la resistencia total a 10 khz sea de 4 ohmios. Si no puede obtener una resistencia más alta, siempre puede duplicar la capacitancia :)
Humm, veamos si lo tengo: imagine que elijo (BLM15BX102SN1) 1k @ 100Mhz bead, entonces el corte de 10khz sería de aproximadamente 1ohm y C1 = 16uf. Pero 1 ohm es bajo, pongamos 8 ohm allí como sugirió, C1 = 2 uF y tendrá R = 8 ohm de corte a 10 Khz. ¿Es así matemática correcta? Una cosa que no entendí es cómo convertir 2500 ohm a 100 MHz en 250 ohm a 1 MHz, ¿por qué 25000/100 en lugar de 2500/100?
Además, al duplicar la capacitancia, ¿no baja la resistencia? Entonces debería ser la mitad de la capacitancia para aumentar R?
Parece que cometí un error al pasar de 100Mhz a 1Mhz, así que estás ahí. De todos modos, si duplica la capacitancia, no afecta la resistencia. Si tiene dos condensadores en paralelo, hará que su resistencia en serie equivalente sea más baja, pero eso no importa para el filtro de paso bajo RC, solo importa la resistencia de paso en serie (perla de ferrita en este caso). A menos que sus condensadores tengan una resistencia muy alta, para los filtros desea condensadores de "ESR" bajos (las tapas de cerámica son las mejores para esta tarea)
Creo que lo tengo ahora. Sí, la R de la que estaba hablando era de ferrita. Gracias por toda su explicación y tiempo :)
si sigue algunos ejemplos de notas de aplicación sobre una buena elección de perlas de ferrita (vea sus números de pieza utilizados) y condensadores, debería estar bien
Difícil de encontrar con atmel, parece que todos los ejemplos usan el inductor 10uH y la hoja de datos también lo tiene
aquí hay uno que podría ser una buena lectura: analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/…

El lado izquierdo de la imagen muestra cómo conectar ATmeaga664. Sin embargo, el principio es el mismo para el modelo 328, creo:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Si no tiene ningún otro consumo de energía excepto su microcontrolador, es posible que no necesite un límite de 10uF. Pero sugeriría usar 10uF y 100nF en paralelo. Yo tenía una pregunta similar aquí . Tenga en cuenta que el AVCC analógico está conectado al suministro a través de un inductor. No se para que sirve. Mire la hoja de datos, es posible que tengan algunos ejemplos.

Editar: según LM1117 la hoja de datos, debe haber 10uF en la entrada y la salida. Entonces hazlo.

Le sugiero que vaya al sitio de Atmels y busque sus notas de aplicación sobre ADC o consideraciones sobre la fuente de alimentación. Aunque la nota de aplicación Atmel AVR32837 es para una CPU totalmente diferente, hay algunas imágenes explicativas de los valores y conexiones de los condensadores. La aplicación que no sea Atmel AVR042 también podría ser buena para usted.

Verifique su LM35 con un voltímetro y verifique si hay una diferencia con su lectura.

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