Búsqueda de la impedancia de fuente máxima para el convertidor A/D (SAM3X8E ARM Cortex-M3)

Hay gráficos en las páginas 1408 y 1409 de esa hoja de datos que dan ADC max. impedancias de fuente frente a frecuencias ADC.

De acuerdo con ese gráfico, la impedancia de fuente aceptable en el "peor de los casos" es de 353 Kohm para una resolución de 10 bits a una frecuencia de 1 MHz.

Con muchos ADC, la impedancia máxima de la fuente está dominada en última instancia por la corriente de fuga de los pines , en particular los integrados en los microcontroladores cuando se multiplexan con funciones de E/S digital. Esto se debe a una serie de causas, pero siempre existe.

Los dispositivos de redistribución de carga son un poco más complejos.

Esto no tiene nada que ver con el tiempo necesario para cargar el condensador de muestra (que determina la resistencia máxima de la fuente frente a la frecuencia de muestreo)

En la página 1380 de la hoja de datos, encontramos que los pines alimentados por Vdd tienen una fuga de entrada baja en el peor de los casos de 30 nA cuando el pin está a 0 V; como esta es la mayor de las corrientes de fuga, usaré este valor para calcular la impedancia máxima de la fuente.

Para evitar un error superior al 1%, debemos impulsar el pin con al menos 100 veces la fuga (3 microamperios), por lo que en el rango medio (1,65 V si está convirtiendo a través de 3,3 V) obtenemos 550 kohm, que se alinea bien con el máximo frecuencia de muestreo frente a la impedancia de la fuente de la respuesta anterior.

Si quisiera un error del 0,1% o menos, mantendría la impedancia de la fuente por debajo de 50k. Tenga en cuenta que es común controlar un ADC con una fuente de muy baja impedancia con un dispositivo diseñado para la tarea de garantizar que la fuga de entrada no sea un problema.

Esta es una estimación, por supuesto, pero parece razonablemente precisa.

Según su primera referencia, Cs/h se carga a través de una resistencia de 1..100k

Lo que necesita es la impedancia de salida de su circuito de conducción para poder conducir la entrada ADC lo suficientemente rápido como para que la lectura no se sesgue por la carga lenta de la tapa del sensor.

Entonces, lo que está buscando es una impedancia de salida de su circuito de control << 1Kohm (para casos de muestreo rápido) o << 100k (para casos de muestreo lento).

En la práctica, me gusta que sea lo más pequeño posible y controle casi todo lo que sea una señal variable en el tiempo usando un OPAMP en la entrada del ADC.

Las líneas eléctricas y otras entradas de baja impedancia o de variación lenta las limitaría a < 1/3 de la resistencia de entrada esperada impuesta por el tiempo de muestreo.

En muchos casos, pruebo el mismo pin dos veces y descarto la primera lectura que está sesgada por la entrada en la penúltima configuración del multiplexor.