Circuito de entrada ADC e impedancia de fuente

Estoy usando un ADC máximo en mi aplicación de esta familia: http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX1304-MAX1314.pdf

Los dispositivos tienen una impedancia de entrada relativamente baja. Si observa la Figura 5 en la hoja de datos anterior, en la página 19, puede ver el circuito de entrada equivalente. Mi ADC tiene un rango de 0-5V. Sin embargo, mi señal de entrada está en el rango de 0-10 V, por lo que tengo que reducirla para que coincida con el ADC.

Si uso un divisor resistivo en la entrada del ADC, me parece que no puedo obtener una lectura adecuada del ADC debido a la interacción entre mis 2 resistencias y R1 y R2 en la figura 5. Por ejemplo:

|                      Vdiv
|   Vin------Rdivider--------Rdivider---------> GND
|                       |
|                       |
|                       |
|                       R1 (3.33k)
|                       |
|                       |             Csample
|                       |-------/ ------| |------- 
|                       |
|                       R2 (5K)
|                       |
|                       |
|                       |
|                       v
|                     0.9V

En la figura anterior, independientemente de los valores de Rdivider que elija, me parece que Vdiv no será Vin/2.

¿Tengo que usar un amplificador en la entrada para este caso?

Pregunta tonta, pero ¿podría salirse con la suya usando la parte de +/- 5V en la familia? 0V de un hombre es -5V de otro hombre...
@ W5V0: Un buen punto de hecho. Lo investigaré. Gracias

Respuestas (3)

Sí, de la hoja de datos:

Debido al divisor resistivo de entrada analógica formado por R1 y R2 en la Figura 5, cualquier resistencia significativa de la fuente de entrada analógica (FUENTE R) genera un error de ganancia. Además, R SOURCE provoca distorsión debido a las corrientes de entrada analógicas no lineales. Limite RSOURCE a un máximo de 100 Ω.

En la práctica, esto significa que necesita controlar la entrada con un amplificador. Sin embargo, un divisor de resistencia hecho con una resistencia de 192 Ω y 200 Ω cumplirá con las especificaciones si su señal tiene una baja impedancia de salida.

¿Funciona el divisor 192/200 para valores bajos de Vin? Diga, Vin = 0.1V?
Sí, las resistencias son lineales hasta 0 V y más.
@markrages: Sí, lo sé, pero cuando entrenas los eqns, no parece que para voltajes bajos, dividir por 2 funcione, debido a la polarización de 0.9V que está conectada a R2. Entonces la ecuación es: (Vin/Rdivisor1) = ((Vin/2)/Rdivisor2) + (Vin/2-0.9)/8.3k. Los valores de Rdivider dependen del voltaje de entrada, debido a la polarización. ¿O me estoy perdiendo algo por completo? --saludos
Eek, no noté el sesgo de 0.9V.
Entonces, con una entrada de 0 V y el divisor de 192/200 Ω, el voltaje en Vdiv será de 108 uV. Esto alrededor del 10% de un bit. (5,0 / (1<<12) = 1220 uV). Yo no me preocuparía demasiado por eso.
Para Vin=0.5, Vdiv resulta ser 0.262, si hice bien las matemáticas. Eso es un montón de bits, creo. En cualquier caso, creo que esto es lo mejor que se puede hacer con un divisor resistivo. Realmente deberíamos usar un amplificador. Gracias...
Sí, usa un amplificador.

Estoy seguro de que ya ha leído esto en la hoja de datos, pero parece la solución más fácil. Recomiendan manejar la entrada con un MAX4431 (paquete SOT23-5).

Sí, tal vez para el próximo giro de la pcb.
Conducirlo con un amplificador operacional como seguidor de voltaje es probablemente la mejor idea (solo tenga cuidado con la oscilación de salida porque el ADC probablemente sea bastante capacitivo y, en general, a los amplificadores operacionales no les gusta esto).

¿Qué tan rápido está cambiando su señal y qué tan rápido debe ser su frecuencia de muestreo?

Si tiene una señal lenta (CC), puede agregar un capacitor entre las resistencias divisoras que suministrarán el capacitor de muestra ya que la impedancia de un capacitor es muy baja. El condensador solo necesita ser lo suficientemente grande para mantener un voltaje constante durante el tiempo de muestra. Sin embargo, esto limita significativamente su ancho de banda, ya que ahora tiene un filtro RC. También limita la frecuencia de muestreo, ya que un muestreo demasiado rápido puede agotar el condensador. Necesita tiempo para estabilizarse entre muestras, cuanto mayor sea el valor de la resistencia, mayor será este tiempo.

Gracias por la respuesta. La señal es bastante rápida, por lo que seleccionamos un ADC de ~400 ksps. Desafortunadamente, a mitad del proyecto, los requisitos de entrada cambiaron.
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